EP0305369A1 - Reflector telescope. - Google Patents

Reflector telescope.

Info

Publication number
EP0305369A1
EP0305369A1 EP19870902385 EP87902385A EP0305369A1 EP 0305369 A1 EP0305369 A1 EP 0305369A1 EP 19870902385 EP19870902385 EP 19870902385 EP 87902385 A EP87902385 A EP 87902385A EP 0305369 A1 EP0305369 A1 EP 0305369A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
mirror
tube
spherical
running
telescope according
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
EP19870902385
Other languages
German (de)
French (fr)
Other versions
EP0305369B1 (en
Inventor
Hermann Huegenell
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
ANGSTENBERGER, KARL FRIEDRICH, DIPL.-ING.
HUEGENELL, HERMANN
Original Assignee
Individual
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Individual filed Critical Individual
Priority to AT87902385T priority Critical patent/ATE102367T1/en
Publication of EP0305369A1 publication Critical patent/EP0305369A1/en
Application granted granted Critical
Publication of EP0305369B1 publication Critical patent/EP0305369B1/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B23/00—Telescopes, e.g. binoculars; Periscopes; Instruments for viewing the inside of hollow bodies; Viewfinders; Optical aiming or sighting devices
    • G02B23/16—Housings; Caps; Mountings; Supports, e.g. with counterweight

Definitions

  • the invention relates to a mirror telescope according to the preamble of claim 1.
  • a mirror telescope is previously known from US Pat. No. 3,791,713.
  • the ball housing is mounted on an air cushion within the spherical frame and can be rotated about the polar axis and the declination axis by means of special drives.
  • the disadvantage here is the expense for the two different drive systems with which the ball housing can be pivoted independently of one another about its two axes.
  • Another disadvantage is that access to the ball itself changes depending on the position of the ball housing, making access to the observation cabins assigned to the tube more difficult.
  • the invention is therefore based on the object of further developing a mirror telescope of the generic type in such a way that the drives for the necessary rotational movements of the ball housing can be made simpler and that the ball housing in each rotational position through one and the same and constantly accessible input is walkable.
  • the invention provides running tubes in the horizontal axes of the ball housing, which are firmly connected to the latter. Furthermore, the invention provides running plates in the running tubes, which are firmly connected to the calotte frame. In this way, constant access to the ball housing is ensured at every rotational position of the ball housing.
  • the lifts formed within the ball housing are provided with spherical lif inner walls which are mounted within the outer lift wall in such a way that the lift platforms are in the horizontal plane of the running platforms of the running tubes in every rotational position of the ball housing. This means that the lifts can be used within the ball housing in any rotational position.
  • the primary mirror itself remains unaffected by mass forces of the spherical structure. All masses are supported around the primary mirror so that no tensile-compressive forces act on it. Both bearings of the ball housing are equally loaded in every rotational position. Thus there is no load in the bearings of the ball housing in any rotational position, since the load is absorbed in the calotte frame.
  • the hydrostatic * bearing of the ball housing has approximately the surface dimensions of the primary mirror and consists of hydrostatic support elements arranged in diagonal rows. The ball housing can be rotated about 150 ° from horizon to horizon.
  • the construction of the spherical frame consists of a steel structure
  • the invention further relates to the formation of the mirror telescope with the primary mirror formed from individual, adjustable bearing mirror segments, with a tube arranged concentrically to it, provided with observation cabins, and with a mounting rod for the tube.
  • a mirror telescope of this type is known as a Mauna Kea mirror telescope with a 10 m mirror diameter, which is to become the largest mirror telescope currently in the planning stage in the world (Stars and Space 1984, 8 to 9, page 112).
  • the primary mirror is formed from 36 hexagonal mirror segments, which form the honeycomb-shaped mirror surface, with a mirror segment in the middle for observation in the Cassegrain focus is spared.
  • the production of the individual hexagonal mirror segments themselves is extremely problematic. These are cutouts from a paraboloid that are off-axis and must be cut to hexagon.
  • the manufacturing process starts with a circular blank, which is deformed by precisely defined shear and bending forces at the edge. A spherical shape is cut into the deformed blank. Then the applied forces are removed.
  • the mirror segment assumes the desired shape of the paraboloid cutout when the load is released.
  • warping occurs when cutting into the hexagonal shape, so that the production of the individual mirror segments is extremely complex.
  • the position of the individual hexagonal mirror segments must be readjusted depending on the position of the telescope, wind load and temperature fluctuations.
  • the support points of each mirror segment are connected to three position controllers, which refocus the mirror segment and can adjust it in two directions of inclination.
  • mirror body is made of glass ceramic (ZERODUR) with a low coefficient of thermal expansion.
  • ZEODUR glass ceramic
  • the mirror surface is ground and polished as a higher order rotational hyperboloid.
  • the standard deviation is a maximum of 30 n, the measurement is carried out with a laser inferometer.
  • the mirror body is stored using an 18-point bearing.
  • the radiation collected by a star should be concentrated as sharply as possible on a point in the focal plane of the mirror telescope.
  • the quality of the optical image should be as good as possible.
  • mirror telescopes on satellite orbits do not have these disadvantages.
  • the depicted star should be kept on the image plane for as long as possible without local fluctuations.
  • a disadvantage of the one-piece primary mirrors for mirror telescopes is that they are limited in diameter due to the manufacturing process.
  • the largest mirror telescope with a one-piece primary mirror is the Ha3 ⁇ telescope with a mirror diameter of 5 m.
  • the only known mirror telescope A primary mirror made of individual mirror segments has the disadvantage that the production of the individual mirror segments is extremely complex since each mirror segment has to be ground as a cutout of a paraboloid. Furthermore, the sensors must ensure exact adjustment at the contact lines of the individual segments. The effort involved in additional technical measures is extremely high in relation to the overall effect of the telescope. In addition, extremely complex segment storage is required.
  • the invention is therefore based on the object of providing a mirror-type telescope of the generic type, the individual mirror segments and segment bearings of which are simple and inexpensive to assemble and manufacture, and are arranged such that shading surfaces caused by the observation cabins and the support rod of the tube are avoided.
  • the invention provides that the mirror segments are formed from circular disk-shaped mirror bodies and are mounted at a distance from one another on circular tracks running concentrically to the tube in such a way that free areas for the individual mirror bodies Bearings of the mirror body and for the mounting rod or for its shading areas are formed.
  • the mounting rods are located outside the beam path and thus do not shade any expensive mirror surface, while the central shading caused by the observation cabins is used in many ways to deflect the incident light.
  • the individual mirror segments are circular mirrors, in which the difficult tensile and pressure conditions which occur in the hexagonal mirror segments according to the prior art and which occur depending on the inclination of the tube are avoided.
  • the storage has long been technically mastered.
  • the invention is thus based on the combination of the use of mirror bodies which are technically simple and inexpensive to manufacture as circular mirrors and their arrangement such that between the individual ones.
  • Mirror bodies have open surfaces for the storage of the mirror bodies on the one hand and for the mounting linkage or for its shading surfaces on the other hand.
  • the known and mastered technology of manufacturing a one-piece mirror body provided with an adjustable bearing can be used.
  • the tube diameter which is also the largest diameter of the primary mirror, is based on the desired diameter of a one-piece or single-surface mirror went out. If, for example, an effective diameter of the primary mirror of 20 m is required, which must be distributed over 18 round mirror bodies, the radius of a single round mirror body results from the following calculation:
  • Each of the 18 mirror bodies thus has a diameter of 4.714 m.
  • the total diameter of the primary mirror made of 18 round mirror bodies is 26.946 m. This is the free space between the 18 round mirror bodies. how to treat the corresponding shading areas of a hypothetical mono mirror with a diameter of 26.946 m.
  • the surfaces of all mirror bodies are ground together to form the desired mirror surface of the primary mirror, in particular a paraboloid; this can be done analogously to the grinding and polishing of a one-piece primary mirror according to the prior art.
  • the input side of mounting bars of the tube is formed of a perforated plate with holes whose arrangement and diameter • the arrangement and the diameter of the mirror bodies of the Primärspiegeis corresponds.
  • the invention also includes the formation of a special mounting rod located outside the beam path of the central axis spike with observation cabins which are freely movable along the central axis.
  • three observation cabins are provided in the central axis mirror, which are provided with various deflecting mirrors, depending on the desired focus. All observation cabins are free and movable along the central axis.
  • FIG. 1 is a perspective view of one embodiment
  • 17 is a perspective view of the bracket assembly, 18 shows a partial illustration of this,
  • 21 is a perspective view of the tube frame
  • Fig. 23 is an axial section through a Coude cabin
  • 24 is a partially sectioned perspective view of the second embodiment.
  • 1 and 2 consists of a spherical housing 1, a tube 2 mounted therein with the primary mirror 3, a spherical frame 4 for mounting the spherical housing 1 and a base frame 5 for supporting the spherical frame 4.
  • the tube 2 with the primary mirror 3 will be explained in detail in the second part of this description.
  • the ball housing 1 has dimensions such that the tube 2 with its outer mounting rod 6 extends across the entire diameter of the ball housing 1, the primary mirror 3 having a relatively large diameter according to FIG. 2 being located far below the center of the ball.
  • the so-called eye 7 of the mirror telescope which consists of a perforated plate 65 with circular openings 66, which are arranged exactly above the individual mirror segments 51 of the primary mirror 3. (Fig. 9)
  • the ball housing 1 is mounted rotatably about a horizontal axis 8 in bearing eyes 9 of the spherical frame 4.
  • the horizontal axis 8 of the ball housing 1 is made of walk-on running tubes which are fixedly attached to the ball housing 1 10 formed, in which fixedly attached to the spherical frame 4, slidable in the barrel tubes 11 are arranged, as will be described in more detail later.
  • FIG. 3 shows a partial vertical cross section through the ball housing 1, the spherical frame 4 and the base frame 5.
  • This has an elevator 13 with an elevator motor 14, elevator cabin 15 and elevator drives 16 on the outside.
  • This lift 13 leads in a manner not shown within the calotte frame 4 to the running tube 10 with the running plate 11 within the axis 8 of the ball housing.
  • Via an access 17 arranged on the top of the base frame 5, the lift 13 is freely accessible regardless of the rotational position of the spherical frame 4 about its vertical axis and regardless of the rotational position of the ball housing 1 about its horizontal axis.
  • the dome frame 4 is mounted vertically by means of two guide rings 18, 19 in corresponding guide grooves 20, 21 by means of hydrostatic sliding bearings which are arranged within the base frame 5.
  • the two guide grooves 20, 21 are radially separated from an annular guide base 22, the entire base frame 5, together with the guide base 22, advantageously being formed from reinforced concrete.
  • Radially outside the guide groove 20 there is a circular toothed running rail 23 into which a gear drive 24 for a 360 ° rotatability of the spherical cap frame 4 engages around its vertical axis.
  • the entire dome frame 4 consists of a steel construction, some of the supports 25, 26, 27 are shown in FIG. 3, which extend between the guide rings 18, 19, the dome frame inner wall 28 and the dome frame outer wall 29.
  • the supports also carry drive elements 30 for the drive elements 12 for rotating the ball housing 1 about its horizontal 1 ′ axis 8.
  • a spherical cap 47 for receiving the ball housing 1 is formed partly inside the spherical cap frame 4 and partly inside the base frame 5. This is supported by hydrostatic support bearings 31, the pressure channels 32 and pressure pockets 33 of which are shown in FIG. 3.
  • the Kugel ⁇ housing 1 is thus mounted in the spherical frame 4 by means of hydrostatic plain bearings (31 to 33). These absorb the mass forces of the ball housing 1, so that the axes 8 of the ball housing i can work almost completely without load. The necessary devices for generating pressure are not shown in detail.
  • the primary mirror 3 is shown with its beam path 34.
  • An observation cabin 35 for the Coude focus is located centrally below the primary mirror 3. This is accessible via a lift 36.
  • a further lift 37 which leads within the ball housing 1 to the running tube 10 in the axis 8 of the ball housing 1. Both lifts 36, 37 are connected to one another by a walkway 38, above which the work platform for the primary mirror 3 is located.
  • each lift cabin 39 of the lifts 36 and 37 has a spherically shaped inner wall 40 of the lift. which is each provided with a standing platform 41. Furthermore, drives 42 are provided for rotating the spherical inner wall 40 of the lift with the standing platform 41 inside the lift cabin 39. These drives 42 are connected to the drive elements 12 for the rotational movement of the ball housing 1 about its axis 8 in such a way that when the ball housing 1 is rotated clockwise, the spherical lift inner walls 40 are subjected to a corresponding rotation counterclockwise, so that the standing platforms 41 are in a horizontal plane in every rotational position of the ball housing 1.
  • the running platform is rotated within the walkway 38 between the lifts 36, 37, which is located within a running tube. Since the running platform 11 shown in FIG. 4 is fixedly connected to the calotte frame 4 within the running tube 10 and the running tube 10 rotates together with the ball housing 1, the running platform 11 stands inside the running tube 10 and the standing platform 41 within the lift cabin 39 always in horizontal planes, so that the lift devices can be used in any inclined position of the ball housing 1.
  • the running platforms 11 are mounted inside the running tubes 10 via hydrostatic bearings 43, the bearing shoes 44 of which are supplied with oil via pressure lines 45, which can flow off again via drain lines 46.
  • the entire weight load of the spherical frame 4 and the ball housing 1 rests on the two guide rings 18, 19, which are supported in the guide grooves 20, 21 of the base frame 5.
  • These guide rings 18, 19 are raised in time by oil pressure and slide smoothly on oil films.
  • the 360 ° rotation of the dome frame 4 is brought about by the pinion (23, 24 ⁇ , with rails on both sides of the toothed running rail 23 on which the weight load of the required electric motors rests since the weight load of the dome frame 4 is supported on oil films , no load of the calotte frame 4 is to be transmitted here.
  • the ball housing 1 is supported on the pressure pads, which are generated by means of the pressure pockets 33. Therefore, no great forces are required to incline the ball housing 1 by approximately 75 ° on either side — from the vertical position of the eye 7. This can produce a low power electric motor.
  • the telescope is switched off, all loads rest on the spherical cap 47 and the guide rings 18, 19, so that the spherical housing 1 is then securely locked.
  • FIG. 7 shows a plan view of the primary mirror 3 of the mirror telescope, which is formed from 18 adjustable mirror segments, each of which consists of a circular disk-shaped, round mirror body 51, which are mounted on circular paths running concentrically to the central axis 52 at a distance from one another, that between the individual mirror bodies 51 free surfaces 53 for the mounting 54 of the mirror bodies 51 and free surfaces 55 for a mounting rod 56 or for its shading surfaces are formed.
  • Each mirror body 51 consists of a one-piece round mirror, the entire surface of which is ground without the cutout of a central opening.
  • Circular mirrors of this type albeit with a central opening — are known with regard to their manufacture and storage.
  • Such a mirror body includes a storage Spiegel ⁇ 54 with radial train Pressure relief, for which purpose relief elements are present on the circumference of the mirror body 51 for which the open spaces 53 are intended.
  • the outer diameter of the primary mirror 3 and thus the tube diameter results from the desired effective mirror diameter of a hypothetical mono mirror. If the 18 individual mirror bodies 51 are to replace a mono mirror with a diameter of 20 m, the following calculation is carried out:
  • Each of the 18 mirrors therefore has a diameter of 4.71 m.
  • the free spaces 53, 55 between the 18 mirror bodies 51 are thus to be treated like the corresponding shading areas in a hypothetical mono mirror with a diameter of 26.946 m.
  • the support linkage 56 of the primary mirror 3, which is parabolically designed in a manner to be described in more detail later, is shown in FIG. 8 in a basic section along the central axis 52.
  • middle holder tubes 58 which form a static support structure for the tube 2, and inner guide tubes 59, which are provided with guide rails 60 for guiding three observation cabins 61 to 63.
  • the lower observation cabin 61 is used for observation in the Cassegrain focus with six and with eighteen mirrors.
  • the middle observation cabin 62 is used for observation in the Cassegrain focus with six mirrors.
  • the upper observation cabin 63 is used for observation in the primary and cassegrain focus with eighteen mirrors.
  • the respective beam paths 34 of the rays reflected by the eighteen mirror bodies 51 are each shown with their marginal rays.
  • FIG. 8 shows the parabolic design of the primary mirror 3, which will be described in more detail later, and also the lattice-like struts 57 between the middle holding tubes 58 and the inner guide tubes 59, which will be described in more detail later.
  • the position adjustment of the eighteen mirror bodies 51 is carried out according to FIG. 9 by means of laser pulse generators 64 (not shown in more detail), which are attached to the edge of each mirror body 51 in such a way that, when the focal point is precisely adjusted, they are located on a perforated plate 65 at a level above it. Openings 66 attached, computer-controlled receiver 68 can emit pulses. A possible deviation of the position of the mirror body 51 from the previously determined position is calculated by the computer and immediately compensated for by means of the adjustable bearing 54 of each mirror body 51.
  • the bearings 54 are expediently oil pressure bearings, so that necessary changes in position can also be carried out by oil pressure.
  • the bearings 54 of each mirror body 51 are not shown in the figures.
  • bearings which, for. B. have been used several times by the company Carl Zeiss in Oberkochen / Federal Republic of Germany x .
  • Such bearings have radial support systems with a pure pressure and train pressure relief.
  • the individual bases are distributed in a hydraulic support system.
  • the mirror is relieved via hydraulic double chambers.
  • the primary mirror 3 is ground out of the mirror bodies 51 in the exemplary embodiment 18 according to FIG. 10 by means of a guide block 69 placed concentrically around the central axis 52 of the primary mirror 3, on the inside of which a slide 70 mounted on an oil film can be slid, which slide can be fastened on one Radial arm 71 is guided, which in turn is mounted in the central axis 52.
  • Polishing / grinding disks 72 which are designed with their own rotary drives, can be moved radially along the radial arm 71.
  • the surface inspection is carried out in a manner not shown in more detail by means of a zero test laser inferometer, which of course presupposes that the individual mirror bodies 51 are adjusted and mounted on a common focal point of the primary mirror 3. This position adjustment is carried out in the manner which is shown in Fig. 8- and described together with this.
  • the shape and cut of the individual mirror bodies 51 can be seen from FIG. 11. Because of the grinding method described in connection with FIG. 10, the individual mirror bodies 51 have no rotationally symmetrical shape. Its surface curvature is part of the hypothetical large mirror in the form of the primary mirror 3 with parabola upper surface, the surface curvature of the mirror body 51 each representing circular sections thereof. An exact focal point in the central axis 52 is hereby achieved. The outer twelve mirror bodies can be minimized in their outer edge elevation in order to save weight, as is shown in FIG. 11b.
  • Fig. 12 shows with its individual sub-figures the effects of central shading, i.e. the center of the primary mirror
  • FIGS. 7 and 9 in which center itself no mirror body 51 is arranged, as shown in FIGS. 7 and 9.
  • the central axis mirror shown and described improves the resolving power and at the same time reduces the contrast at medium spatial frequencies (FIG. 12a).
  • the point image function is in the central shading according to the invention
  • FIGS. 13 to 1 show basic representations of the beam paths for different types of observation. 13 shows a primary focus with twelve mirror bodies with a simultaneous Cassegrain focus with six mirrors. The position of the observation cabins 61 to 63 corresponds to the position shown in FIG. 8 • .
  • FIG. 14 shows the primary focus with eighteen mirrors in the upper observation cabin 63, the other two observation cabins 61 and 52 being moved down and unused.
  • FIG. 15 shows the Cassegrain focus with eighteen mirrors with a blanking option for the Coud focus, which is shown in the middle observation cabin 62 by a Secondary mirror 73 is provided.
  • the upper observation cabin 63 has a secondary mirror 74 on its underside.
  • the eyepiece 75 for the Cassegrain focus is shown below a pinhole 76.
  • 16 shows the Cassegrain focus with eighteen mirrors and triple reflection by means of two mirrors 77, 78, which are attached to the pinhole 76 or below the lower observation cabin 61.
  • the two upper observation cabins 62 and 63 are inactive.
  • FIG. 17 shows the frame 80 for one of the observation cabins 61 to 63, which consists of a platform 81 receiving the secondary or deflecting mirrors 73, 74 and 77, 78, two support rings attached at a distance above the platform 81 82,83, as well as radial struts 84, which are guided vertically movable in the inner guide rails 60.
  • FIG. 18 shows, in a partially sectioned perspective view, the frame 80 guided within the central axis 52 of the primary mirror 3 with the guide / running rails 60 of the inner guide tubes 59.
  • the inner guide tubes 59 are opposite to the ones via the lattice struts 86 as static connection carriers supported middle tube 58, in which ballast body 85 are guided to balance the weight of the frame 80 of the three observation cabins 61 to 63.
  • the middle holder tubes 58 are also supported by outer holder tubes 87 via a further latticework 79.
  • FIG. 19 shows a simplified representation of a vertical cut through the bracket linkage 56, wherein the carrying cables 89 are shown which run over deflection rollers 88 and which connect the ballast bodies 85 to the individual observation cabins 61 to 63.
  • Guide ropes 89 * for the ballast body 85 are guided via lower pulleys 88 '.
  • the ballast bodies 85 guided in the middle holding tubes 58 are designed as hollow bodies and are connected to oil pressure hoses 90 and, via these, to an oil pump 91, so that the weight of the ballast bodies 85 is changed depending on the load on the individual observation cabins 61 to 63 for the purpose of weight adjustment can.
  • the movement of the observation cabins 61 to 63 is controlled in a manner not shown by means of a central drive 92.
  • the three observation cabins 61 to 63 can thus be moved along the central axis 52, for which purpose the observation cabins 61 to 63 are mounted in the six running / guide rails 60. These rails 60 are low-friction in the guide tubes 59. Each observation cabin 61 to 63 is on two opposite running / guide rails
  • each observation cabin 61 to 63 floats in the running rail bearing with the tube or mounting rod 56 directed vertically. The tracking of the observation cabins 61 to 63 for an exact focus adjustment is greatly facilitated.
  • Each observation cabin 61 to 63 can be moved independently. At a Each observation cabin 61 to 63 has a diameter of approximately 2.4 m. It offers enough space to accommodate up to four observing astronomers. The resulting different load can be compensated for by filling oil into the ballast body 85 until the theoretical floating state of the observation booths 61 to 63 is reached. The exact control can then take place automatically by means of load testers not shown in detail.
  • the traction ropes 89 and guide ropes 89 ′ as traction ropes are moved in a closed system, the central drive 92 having an electric motor, not shown, which is located below the plane of the primary mirror 3.
  • the support cables 89 are connected to the guide cables 89 'via the ballast body 85 and engage within the guide tubes 59 on the associated observation cabin 61 to 63 or on the guide rails 60 assigned to them from above and from below.
  • the observation cabins 61 to 63 are controlled centrally from the central drive 92.
  • FIGS. 21 and 22 show in perspective representations the frame 93 of the tube, in which, according to FIG. 22, the primary mirror 3, the mounting rod 56 with observation cabins 61 to 63 located thereon and the perforated plate 65 closing the tube are inserted or attached are.
  • a spherical observation cabin 94 for the Coude focus with a circular light entrance hatch 95 is arranged on the underside of the tube, which is shown in more detail in FIG. 23.
  • the observation cabin 94 is rigidly connected to the tube.
  • An inner platform 96 which is aligned horizontally in every position of the tube, is mounted on an oil film and is therefore extremely low-friction. Since the tracking of the tube is relatively slow, vibrations are almost impossible.
  • Air turbulence as a result of fresh air supply is therefore irrelevant because constructive precautions, for example encasing the incident light beam up to the measuring devices, can be taken.
  • Access to the spherical observation cabin 94 is via the entrance hatch 95 for the light beam. Cables for energy supply are guaranteed by pipelines, not shown in detail, which are led in parallel to the light bundle sheath 97.
  • the diameter of the circular platform 96 of the observation sphere 94 is approximately 8 m. Below the platform 96 there is therefore sufficient space for oil pressure and locking devices within the spherical housing wall.
  • FIG. 23 shows the finished mirror telescope in an alternative embodiment, the hemispherical roof 98 of which rotates together with the circular base plate 99. This ensures very exact tracking. Access to the mirror telescope is via the suspension supports 100. The total height of the dome is approx. 50 m.
  • the arrangement of the mirror bodies 51 on circular paths concentric to the central axis 52 of the tube 2 in principle only applies to two concentric tracks of mirror bodies 51.
  • the center points of the mirror bodies 51 are strictly on the side lines of regular hexagons, if a dense arrangement of the mirror bodies 51 is desired.

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Astronomy & Astrophysics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Telescopes (AREA)

Abstract

Le but de l'invention est de réaliser un télescope à réflecteur composé d'un tube (2) agencé à l'intérieur d'un logement sphérique (1) et d'une calotte de support (4) dans laquelle est monté le logement sphérique (1). Dans un télescope à réflecteur connu, le tube peut être mis en rotation autour de son axe polaire et de son axe de déclinaison, ce qui requiert deux systèmes différents d'entraînement. En outre, l'accès au logement sphérique se modifie selon la position de celui-ci. Afin d'éviter ces inconvénients, le logement sphérique (1) est rotativement monté autour d'un axe horizontal (8) à l'intérieur de la calotte de support (4) et celle-ci est rotativement montée autour d'un axe vertical (50) dans une charpente de base (5), ce qui assure un accès stationnaire continu au logement sphérique (1), donc au tube (2). En outre, l'entraînement du logement sphérique (1) peut être très facilement construit.The object of the invention is to produce a reflector telescope composed of a tube (2) arranged inside a spherical housing (1) and a support cap (4) in which the housing is mounted. spherical (1). In a known reflector telescope, the tube can be rotated around its polar axis and its declination axis, which requires two different drive systems. In addition, access to the spherical housing is modified according to the position thereof. In order to avoid these drawbacks, the spherical housing (1) is rotatably mounted around a horizontal axis (8) inside the support cap (4) and the latter is rotatably mounted around a vertical axis (50) in a base frame (5), which ensures continuous stationary access to the spherical housing (1), therefore to the tube (2). In addition, the drive of the spherical housing (1) can be very easily constructed.

Description

Spiegelteleskop Mirror telescope
Die Erfindung bezieht sich auf ein Spiegelteleskop gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1. Ein solches Spiegel¬ teleskop ist aus der US-PS 3,791,713 vorbekannt. Bei diesem ist das Kugelgehäuse innerhalb des Kalottenrahmens auf einem Luftpolster gelagert und mittels besonderer Antriebe um die Polarachse und die Deklinationsachse drehbar. Nachteilig hierbei ist der Aufwand für die beiden unterschiedlichen Antriebssysteme, mit welchen das Kugel¬ gehäuse um seine beiden Achsen unabhängig voneinander schwenkbar ist. Nachteilig ist ferner, daß sich in Abhängigkeit von der Lage des Kugelgehäuses der Zugang zur Kugel selbst verändert, wodurch der Zugang zu den dem Tubus zugeordneten Beobachtungskabinen erschwert ist. Der Erfindung liegt von daher die Aufgabe zugrunde, ein Spiegelteleskop der gattungsgemäßen Art dahingehend weiter¬ zubilden, daß die Antriebe für die notwendigen Drehbe¬ wegungen des Kugelgehäuses einfacher ausgebildet werden können und daß das Kugelgehäuse in jeder Drehlage durch ein-und denselben und ständig zugänglichen Eingang begehbar ist.The invention relates to a mirror telescope according to the preamble of claim 1. Such a mirror telescope is previously known from US Pat. No. 3,791,713. In this case, the ball housing is mounted on an air cushion within the spherical frame and can be rotated about the polar axis and the declination axis by means of special drives. The disadvantage here is the expense for the two different drive systems with which the ball housing can be pivoted independently of one another about its two axes. Another disadvantage is that access to the ball itself changes depending on the position of the ball housing, making access to the observation cabins assigned to the tube more difficult. The invention is therefore based on the object of further developing a mirror telescope of the generic type in such a way that the drives for the necessary rotational movements of the ball housing can be made simpler and that the ball housing in each rotational position through one and the same and constantly accessible input is walkable.
Die Lösung dieser Aufgabe ergibt sich aus den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruches 1. Durch die Drehlagerung des Kugelgehäuses um eine kugelfeste t horizontale Achse und durch die Drehlagerung des Kalottenrahmens um eine feste, vertikale Achse können die Lagerungen des Kugelgehäuses vereinfacht und ein ständig ortsfester Zugang zum Kugelgehäuse sichergestellt werden. Hierzu sieht die Erfindung Lauf¬ röhren in den horizontalen Achsen des Kugelgehäuses vor, welche mit diesem fest verbunden sind. Ferner sieht die Erfindung in den Laufröhren Laufplatten vor, die mit dem Kalottenrahmen fest verbunden sind. Auf diese Weise wird bei jeder Drehlage des Kugelgehäuses ein ständig zugäng¬ licher Zugang zum Kugelgehäuse sichergestellt.The solution of this task results from the characterizing features of claim 1. By the rotary mounting of the spherical casing about a bullet-proof t horizontal axis and by the rotary mounting of the outer framework about a fixed vertical axis can be simplified, the bearings of the ball housing and a constantly fixed access to the ball housing be ensured. For this purpose, the invention provides running tubes in the horizontal axes of the ball housing, which are firmly connected to the latter. Furthermore, the invention provides running plates in the running tubes, which are firmly connected to the calotte frame. In this way, constant access to the ball housing is ensured at every rotational position of the ball housing.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den ünteransprüchen. Hingewiesen wird' insbesondere auf die besonders günstige hydrostatische Gleitlagerung des Kugelgehäuses, welches somit auf einem hauchdünnen Ölfilm schwebt und leicht um seine horizontale Achse drehbar ist. In gleicher Weise ist auch der Kalottenrahmen gelagert. Das Kugelgehäuse besteht in besonders vorteilhafter Weise aus Kohlefasern, welche leicht von Gewicht sind« Aus dem gleichen Material können auch die tragenden Teile des Tubus ausgebildet sein.Further advantageous embodiments of the invention result from the subordinate claims. Attention is drawn in particular to the particularly favorable hydrostatic sliding bearing of the ball housing, which thus hovers on a wafer-thin oil film and is easily rotatable about its horizontal axis. The dome frame is also mounted in the same way. The ball housing consists in a particularly advantageous manner of carbon fibers which are light in weight. The supporting parts of the tube can also be made of the same material.
Schließlich ist in besonders bevorzugter Weise vorgesehen, daß die innerhalb des Kugelgehäuses ausgebildeten Lifte mit kugelförmigen Lif innenwandungen versehen sind, die innerhalb der Liftaußenwandung derart gelagert sind, daß die Liftstandplattformen in jeder Drehlage des Kugelge¬ häuses in der horizontalen Ebene der Laufplattformen der Laufröhren befindlich sind. Somit ist eine Benutzung der Lifte innerhalb des Kugelgehäuses in jeder Drehlage möglich.Finally, it is provided in a particularly preferred manner that the lifts formed within the ball housing are provided with spherical lif inner walls which are mounted within the outer lift wall in such a way that the lift platforms are in the horizontal plane of the running platforms of the running tubes in every rotational position of the ball housing. This means that the lifts can be used within the ball housing in any rotational position.
Durch die erfindungsgemäße Ausbildung des Spiegelteleskopes bleibt auch der Primärspiegel selbst unbelastet von Massen¬ kräften der Kugelkonstruktion. Alle Massen sind um den Primärspiegel herum abgestützt, so daß auf diesen keine Zug- Druck-Kräfte einwirken. Auch sind beide Lagerungen des Kugelgehäuses in jeder Drehlage gleich stark belastet. Somit besteht in den Lagerungen des Kugelgehäuses in jeder Dreh¬ lage Lastfreiheit, da die Last im Kalottenrahmen aufgefangen werden. Die hydrostatische* Lagerung des Kugelgehäuses hat etwa die Flächenabmessungen des Primärspiegels und besteht aus in diagonalen Reihen angeordneten hydrostatischen Stütz¬ elementen. Das Kugelgehäuse kann um ca. 150° von Horizont zu Horizont gedreht werden. Im Gegensatz zum zweckmäßiger¬ weise aus Kohlefasern ausgebildeten Kugelgehäuse besteht die Konstruktion des Kalottenrahmens aus einer StahlkonstruktioDue to the design of the mirror telescope according to the invention, the primary mirror itself remains unaffected by mass forces of the spherical structure. All masses are supported around the primary mirror so that no tensile-compressive forces act on it. Both bearings of the ball housing are equally loaded in every rotational position. Thus there is no load in the bearings of the ball housing in any rotational position, since the load is absorbed in the calotte frame. The hydrostatic * bearing of the ball housing has approximately the surface dimensions of the primary mirror and consists of hydrostatic support elements arranged in diagonal rows. The ball housing can be rotated about 150 ° from horizon to horizon. In contrast to the spherical housing which is expediently made of carbon fibers, the construction of the spherical frame consists of a steel structure
Die Erfindung bezieht sich ferner auf die Ausbildung des Spiegelteleskopes mit dem aus einzelnen, einstellbar gelager¬ ten Spiegelsegmenten gebildeten Primärspiegel, mit einem konzentrisch zu diesem angeordneten , mit Beobachtungskabinen versehnen Tubus und mit einem Halterungsgestänge für den Tubus.The invention further relates to the formation of the mirror telescope with the primary mirror formed from individual, adjustable bearing mirror segments, with a tube arranged concentrically to it, provided with observation cabins, and with a mounting rod for the tube.
Ein Spiegelteleskop dieser Art ist als Mauna-Kea-Spiegel- teleskop mit 10m Spiegeldurch esser bekannt, welches das derzeit größte, noch in der Planung befindliche Spiegel¬ teleskop der Welt werden soll ( Sterne und Weltraum 1984, 8 bis 9,Seite 112) . Bei diesem Spiegelteleskop ist der Primär¬ spiegel aus 36 hexagonalen Spiegelsegmenten gebildet, die bienenwabenförmig die Spiegelfläche bilden, wobei in der Mitte ein Spiegelsegment zur Beobachtung im Cassegrain-Fokus ausgespart ist. Die Herstellung der ein¬ zelnen hexagonalen Spiegelsegmente selbst ist äußerst proble¬ matisch. Es handelt sich bei diesen um achsferne Ausschnitte eines Paraboloids, die sechseckig zugeschnitten werden müssen. Bei der Herstellung wird von einem kreisförmigen Rohling ausgegangen, der durch am Rand ansetzende, genau definierte Scher- und Biegekräfte verformt wird. In den verformten Rohling wird eine Kugelform eingeschliffen. Danach werden die aufgebrachten Kräfte wieder entfernt. Sofern die Kräfte richtig gewählt waren, nimmt das Spiegelsegment bei der Entlastung die gewünschte Form des Paraboloid-Ausschnittes an. Es hat sich jedoch gezeigt, daß beim Schneiden in die hexagonale Form Verwerfungen auftreten, so daß die Herstellung der einzelnen Spiegelsegmente äußerst aufwendig ist. Darüber hinaus muß die Lage der einzelnen hexagonalen Spiegelsegmente je nach Stellung des Teleskos, Windlast und Temperatur¬ schwankungen nachgeregelt werden. Dazu sind die Unterstützungs- punkte jedes Spiegelsegments mit drei Lagereglern verbunden, die das Spiegelsegment nachfokussieren und in zwei Neigungs¬ richtungen verstellen können. An den rückseitigen Kanten befinden sich Sensoren, welche die Verschiebung benachbarter Spiegelsegmente gegeneinander messen. Zusammen mit drei Neigungssensoren, die die Gesamtkrümmung des Spiegelsegments messen, liefern diese die Informationen,die in einem Rechner¬ system verarbeitet werden, das die insgesamt 108 Lageregler steuert. Bei insgesamt 168 verschiedenen Sensoren ist die Redundanz so groß, daß der Ausfall einzelner Sensoren ver¬ kraftet werden kann. Allerdings bleiben bei dieser An¬ ordnung die Vorderseiten der Spiegelsegmente von störenden Kontrollsystemen frei, es muß nur gelegentlich mit Hilfe eines Sternbilds nachjustiert werden, so daß auch Infrarotbeob¬ achtungen am Tage möglich sein werden. Sensoren und Lage¬ regler müssen auf mindestens 50 genau arbeiten.A mirror telescope of this type is known as a Mauna Kea mirror telescope with a 10 m mirror diameter, which is to become the largest mirror telescope currently in the planning stage in the world (Stars and Space 1984, 8 to 9, page 112). In this mirror telescope, the primary mirror is formed from 36 hexagonal mirror segments, which form the honeycomb-shaped mirror surface, with a mirror segment in the middle for observation in the Cassegrain focus is spared. The production of the individual hexagonal mirror segments themselves is extremely problematic. These are cutouts from a paraboloid that are off-axis and must be cut to hexagon. The manufacturing process starts with a circular blank, which is deformed by precisely defined shear and bending forces at the edge. A spherical shape is cut into the deformed blank. Then the applied forces are removed. If the forces were selected correctly, the mirror segment assumes the desired shape of the paraboloid cutout when the load is released. However, it has been shown that warping occurs when cutting into the hexagonal shape, so that the production of the individual mirror segments is extremely complex. In addition, the position of the individual hexagonal mirror segments must be readjusted depending on the position of the telescope, wind load and temperature fluctuations. For this purpose, the support points of each mirror segment are connected to three position controllers, which refocus the mirror segment and can adjust it in two directions of inclination. There are sensors on the rear edges that measure the displacement of adjacent mirror segments against each other. Together with three inclination sensors, which measure the total curvature of the mirror segment, these provide the information which is processed in a computer system which controls the total of 108 position controllers. With a total of 168 different sensors, the redundancy is so great that the failure of individual sensors can be coped with. In this arrangement, however, the front sides of the mirror segments remain free from interfering control systems; it only has to be readjusted occasionally with the aid of a constellation, so that infrared observations during the day will also be possible. Sensors and position controllers must work to an accuracy of at least 50.
Es sind darüber hinaus einstückige Primärspiegel für Spiegel- teleskope bekannt, so z.B. das 3,5 Meter- Teleskop für das Max -Planck- Institut für Astronomie ( Zeiss Informationen Heft 94, 1982, Seiten 4. ff). Hierbei besteht der Spiegel¬ körper aus Glaskeramik ( ZERODUR) mit geringem Temperatur- ausdehnungskoeffizienten. Die Spiegelfläche ist als Rotationshyperboloid höherer Ordnung geschliffen und poliert. Die Standardabweichung beträgt maximal 30 n , die Messung erfolgt mit einem Laser- Inferometer. Die Lagerung des Spiegelkörpers erfolgt über eine 18-Punkte-Lagerung.There are also one-piece primary mirrors for mirror known telescopes, such as the 3.5 meter telescope for the Max Planck Institute for Astronomy (Zeiss Information Booklet 94, 1982, pages 4 ff). Here, the mirror body is made of glass ceramic (ZERODUR) with a low coefficient of thermal expansion. The mirror surface is ground and polished as a higher order rotational hyperboloid. The standard deviation is a maximum of 30 n, the measurement is carried out with a laser inferometer. The mirror body is stored using an 18-point bearing.
An derartige Spiegelteleskope werden folgende Anforderungen gestellt:The following requirements are placed on such mirror telescopes:
1. Es soll soviel Strahlungsenergie wie möglich eiήgefangen werden, diese ist der sammelnden Fläche des Primärspiegels proportional. Folglich soll der Durchmesser des Primär¬ spiegels so groß wie möglich sein. Der Durchmesser wird jedoch durch technische und ökonomische Bedingungen begrenzt.1. As much radiation energy as possible should be captured, this is proportional to the collecting area of the primary mirror. Consequently, the diameter of the primary mirror should be as large as possible. However, the diameter is limited by technical and economic conditions.
2. Die von einem Stern aufgesammelte Strahlung soll möglichst scharf auf einem Punkt in der Fokalebene des Spiegelteleskops konzentriert sein. Die Qualität der optischen Abbildung soll möglichst gut sein. Nachteile bestehen bei erdgebundenen Spiegelteleskopen durch den Einfluß der Erdatmosphäre z. B. Turbulenz der Luft. Spiegelteleskope auf Satelliten¬ bahnen haben diese Nachteile allerdings nicht.2. The radiation collected by a star should be concentrated as sharply as possible on a point in the focal plane of the mirror telescope. The quality of the optical image should be as good as possible. Disadvantages exist with terrestrial mirror telescopes due to the influence of the earth's atmosphere, for. B. Air turbulence. However, mirror telescopes on satellite orbits do not have these disadvantages.
3. Der abgebildete Stern soll möglichst lange ohne örtliche Schwankungen auf der Bildebene gehalten werden.3. The depicted star should be kept on the image plane for as long as possible without local fluctuations.
Nachteilig bei den einstückigen Primärspiegeln für Spiegel¬ teleskope ist, daß diese herstellungsbedingt im Durchmesser beschränkt sind. Das größte Spiegeltelskop mit einem ein¬ stückigen Primärspiegel ist das Ha3≥-Teleskop mit einem Spiegel¬ durchmesser von 5 m. Das einzig vorbekannte Spiegelteleskop mit einem Primärspiegel aus einzelnen Spiegelsegmenten hat den Nachteil, daß die Herstellung der einzelnen Spiegel¬ segmente äußerst aufwendig ist, da jedes Spiegelsegment für sich als Ausschnitt eines Paraboloids geschliffen werden muß. Ferner müssen an den Berührungslinien der einzelnen Segmente die Sensoren eine exakte Justierung gewährleisten. Der dabei betriebene Aufwand an zusätzlichen technischen Maßnahmen ist im Verhältnis zur Gesamtwirkung des Teleskops äußerst hoch. Außerdem ist eine äußerst komplexe Segmentlagerung erforderlic .A disadvantage of the one-piece primary mirrors for mirror telescopes is that they are limited in diameter due to the manufacturing process. The largest mirror telescope with a one-piece primary mirror is the Ha3≥ telescope with a mirror diameter of 5 m. The only known mirror telescope A primary mirror made of individual mirror segments has the disadvantage that the production of the individual mirror segments is extremely complex since each mirror segment has to be ground as a cutout of a paraboloid. Furthermore, the sensors must ensure exact adjustment at the contact lines of the individual segments. The effort involved in additional technical measures is extremely high in relation to the overall effect of the telescope. In addition, extremely complex segment storage is required.
Denbeiden Arten von Spiegeltelskopen gemeinsam ist der Nachteil, daß die sich innerhalb des Tubus befindlichen Beobachtungs¬ kabinen mit ihrem ganzen Durchmesser die Spiegelfläche des PrimärSpiegels abschatten. Gleichzeitig verursachen die Halterungsgestänge zusätzliche Abschattungsflachen, die sich teilweise radial über den Primärspiegel erstrecken. Diese Abschattungsflächen sind bei allen Fokussierungsarten vor¬ handen und unvermeidlich. Sie bedeuten, daß mit hohem Kosten¬ aufwand hergestellte Spiegelflächen des Primärspiegeis un¬ wirksam sind, da diese nicht zur Sammlung der Strahlungsenergie beitragen können.Common to both types of mirror telescopes is the disadvantage that the entire diameter of the observation cabins located inside the tube shade the mirror surface of the primary mirror. At the same time, the bracket linkages cause additional shading areas, some of which extend radially over the primary mirror. These shading areas are present in all types of focusing and are unavoidable. They mean that mirror surfaces of the primary mirror produced at high cost are ineffective since they cannot contribute to the collection of the radiation energy.
Der Erfindung liegt von daher die Aufgabe zugrunde, ein Spiegeitelskop der gattungsgemäßen Art zu schaffen, dessen einzelne Spiegelsegmente und Segmentlagerungen im Aufbau und in der Herstellung einfach bzw. kostengünstig und derart angeordnet sind, daß von den Beobachtungskabinen und dem Halterungsgestänge des Tubus verursachte Abschattungs¬ flächen vermieden sind.The invention is therefore based on the object of providing a mirror-type telescope of the generic type, the individual mirror segments and segment bearings of which are simple and inexpensive to assemble and manufacture, and are arranged such that shading surfaces caused by the observation cabins and the support rod of the tube are avoided.
Zur Lösung dieser Aufgabe sieht die Erfindung vor, daß die Spiegelsegmente aus kreisscheibenförmigen Spiegelkörpern gebildet und auf konzentrisch zum Tubus verlaufenden Kreis¬ bahnen im Abstand voneinander derart gelagert sind, daß zwischen den einzelnen Spiegelkörpern Freiflächen für die Lagerungen der Spiegelkörper und für das Halterungsgestänge bzw. für dessen Abschattungsflachen gebildet sind. Beim erfindungsgemäßen Spiegelteleskop, auch Zentralachsen- spiegler genannt, befinden sich die Halterungsgestänge außerhalb des Strahlenganges und schatten somit keine kost¬ bare Spiegelfläche ab, während die durch die Beobachtungs¬ kabinen verursachte Zentralabschattung zur Umlenkung des einfallenden Lichtes vielseitig ausgenutzt wird. Die einzelnen SpiegelSegmente sind beim Zentralachsenspiegler Rundspiegel, bei welchen die bei den hexagonalen Spiegelseg¬ menten gemäß dem Stand der Technik auftretenden schwierigen Zug- und Druckverhältnisse, die sich je nach Schrägstellung des Tubus einstellen,vermieden sind. Bei kreisrunden Spiegel¬ körpern wird die Lagerung seit langem technisch beherrscht.To achieve this object, the invention provides that the mirror segments are formed from circular disk-shaped mirror bodies and are mounted at a distance from one another on circular tracks running concentrically to the tube in such a way that free areas for the individual mirror bodies Bearings of the mirror body and for the mounting rod or for its shading areas are formed. In the mirror telescope according to the invention, also called central axis mirror, the mounting rods are located outside the beam path and thus do not shade any expensive mirror surface, while the central shading caused by the observation cabins is used in many ways to deflect the incident light. In the case of the central axis mirror, the individual mirror segments are circular mirrors, in which the difficult tensile and pressure conditions which occur in the hexagonal mirror segments according to the prior art and which occur depending on the inclination of the tube are avoided. In the case of circular mirror bodies, the storage has long been technically mastered.
Die Erfindung basiert somit auf der Kombination der Verwendung von technisch mit bekannten Maßnahmen einfach und kosten¬ günstig herstellbaren Spiegelkörpern als Rundspiegeln und deren derartigerAnordnung, daß zwischen den einzelnen. Spiegel¬ körpern Freiflächen für die Lagerung der Spiegelkörper einer¬ seits und für das Halterungsgestänge bzw. für dessen Ab¬ schattungsflachen andererseits gebildet sind. Somit kann bei der Herstellung des erfindungsgemäßen Spiegelteleskopes einerseits auf die bekannte und beherrschte Technologie der Herstellung eines mit einer einstellbaren Lagerung versehenen einstückigen Spiegelkörpers zurückgegriffen werden. Gleichzeitig wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, diese einstückigen runden.Spiegelkörper in Abständen voneinander auf Kreis¬ bahnen derart anzuordnen, daß die dazwischenliegenden Frei¬ räume als Freiflächen für die Lagerung des Spiegelkörpers einerseits und für das Halterungsgestänge bzw. für dessen Abschattungsflachen verwendet werden können.The invention is thus based on the combination of the use of mirror bodies which are technically simple and inexpensive to manufacture as circular mirrors and their arrangement such that between the individual ones. Mirror bodies have open surfaces for the storage of the mirror bodies on the one hand and for the mounting linkage or for its shading surfaces on the other hand. Thus, in the manufacture of the mirror telescope according to the invention, on the one hand, the known and mastered technology of manufacturing a one-piece mirror body provided with an adjustable bearing can be used. At the same time, it is proposed according to the invention to arrange these one-piece round mirror bodies at intervals from one another on circular paths in such a way that the free spaces in between can be used as free areas for the mounting of the mirror body on the one hand and for the mounting rod or for its shading areas.
Zur Ermittlung des Tubusdurchmessers, welcher gleichzeitig Größt durchmesser des Primärspiegeis ist, wird- von dem gewünschten Durchmesser eines einstückigen bzw. einflächigen Spiegels ausgegangen. Wird beispielsweise ein effektiver Durchmesser, des PrimärSpiegels von 20 m gewünscht, welcher auf 18 runde Spiegelkörper verteilt werden muß, so ergibt sich der Radius eines einzelnen runden .Spiegelkörpers aus folgender Rechnung:To determine the tube diameter, which is also the largest diameter of the primary mirror, is based on the desired diameter of a one-piece or single-surface mirror went out. If, for example, an effective diameter of the primary mirror of 20 m is required, which must be distributed over 18 round mirror bodies, the radius of a single round mirror body results from the following calculation:
18 r2 = 100 r = 2,357 m Jeder der 18 Spiegelkörper hat somit einen Durchmesser von 4,714 m. Der Gesamtdurchmesser des Primärspiegeis aus 18 runden Spiegelkörpern beträgt 26,946 m. Damit sind die Freiräume zwischen den 18 runden Spiegelkörpern. wie die entsprechenden Abschattungsflachen eines hypothetischen Mono- spiegels mit 26,946 m Durchmesser zu behandeln.18 r 2 = 100 r = 2.357 m Each of the 18 mirror bodies thus has a diameter of 4.714 m. The total diameter of the primary mirror made of 18 round mirror bodies is 26.946 m. This is the free space between the 18 round mirror bodies. how to treat the corresponding shading areas of a hypothetical mono mirror with a diameter of 26.946 m.
Erfindungsgemäß wird ferner vorgeschlagen, daß die Ober¬ flächen aller Spiegelkörper zur Ausbildung der gewünschten Spiegeloberfläche des PrimärSpiegels, insbesondere Para- boloid, gemeinsam geschliffen werden; dies kann analog zum Schleifen und Polieren eines einstückigen Primärspiegeis gemäß dem Stand der Technik erfolgen.It is also proposed according to the invention that the surfaces of all mirror bodies are ground together to form the desired mirror surface of the primary mirror, in particular a paraboloid; this can be done analogously to the grinding and polishing of a one-piece primary mirror according to the prior art.
Erfindungsgemäß wird weiter vorgeschlagen, daß das eingangs- seitige Halterungsgestänge des Tubus aus einem Lochblech mit Öffnungen gebildet ist, deren Anordnung und Durchmesser • der Anordnung und dem Durchmesser der Spiegelkörper des Primärspiegeis entspricht.According to the invention it is further proposed that the input side of mounting bars of the tube is formed of a perforated plate with holes whose arrangement and diameter • the arrangement and the diameter of the mirror bodies of the Primärspiegeis corresponds.
Die Erfindung umfaßt ferner noch die Ausbildung eines speziellen, sich außerhalb des Strahlenganges des Zentralachsenspieglers befindlichen Halterungsgestänges mit frei und längs der Zentralachse beweglichen Beobachtungskabinen. Erfindungs¬ gemäß sind beim Zentralachsenspiegler drei Beobachtungskabinen vorgesehen, welche mit diversen Umlenkspiegeln versehen sind, je nach dem gewünschten Fokus. Alle Beobachtungskabinen sind frei und längs der Zentralachse beweglich. Die Erfindung ist nachfolgend anhand von in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen des Spiegelteleskopes näher erläutert. Es zeigen:The invention also includes the formation of a special mounting rod located outside the beam path of the central axis spike with observation cabins which are freely movable along the central axis. According to the invention, three observation cabins are provided in the central axis mirror, which are provided with various deflecting mirrors, depending on the desired focus. All observation cabins are free and movable along the central axis. The invention is explained in more detail below with reference to exemplary embodiments of the mirror telescope shown in the drawings. Show it:
Fig. 1 eine perspektivische Darstellung der einen Ausführungsform,1 is a perspective view of one embodiment,
Fig. 2 eine teilweise geschnitten dargestellte Vorder¬ ansicht,2 shows a partially sectioned front view,
Fig. 3 einen partiellen Querschnitt,3 is a partial cross section;
Fig. 4 eine Detaildarstellung der innerhalb der Achse des Kugelgehäuses angeordneten Laufröhre mit an diesen angrenzenden Lift,4 shows a detailed representation of the running tube arranged within the axis of the ball housing with the lift adjacent to it,
Fig. 5 eine Perspektivdarstelltung der Laufröhre mit darin befindlicher Laufplattform,5 is a perspective view of the running tube with the running platform located therein,
Fig. 6 eine Perspetivdarstellung der Laufplattform,6 is a perspective view of the running platform,
Fig. 7 eine Draufsicht auf den Primärspiegel,7 is a plan view of the primary mirror,
Fig. 8 einen Prinzips.chnitt längs der Zentralachse des Primärspiegels,8 shows a principle section along the central axis of the primary mirror,
Fig. 9 eine Perspektivdarstellung des Primärspiegels,9 is a perspective view of the primary mirror,
Fig. 10 eine Prinzipdarstellung des SchleifVerfahrens des Primärspiegels,10 is a schematic diagram of the grinding process of the primary mirror,
Fig. 11 die Darstellung eines einzelnen Spiegelkörpers,11 shows the representation of a single mirror body,
Fig. 12 Funktionsdarstellungen,12 functional representations,
Fig. 13 bis 16 Prinzipdarstellungen der Strahlengänge bei verschiedenen Beobachtungsarten,13 to 16 basic representations of the beam paths with different types of observation,
Fig. 17 eine Perspektivdarstellung des Halterungs¬ gestänges, Fig. 18 eine Teildarstellung hierzu,17 is a perspective view of the bracket assembly, 18 shows a partial illustration of this,
Fig. 19 einen Schnitt entlang der Zentralachse durch das Halterungsgestänge,19 shows a section along the central axis through the mounting linkage,
Fig. 20 einen Längsschnitt durch ein Führungsrohr,20 shows a longitudinal section through a guide tube,
Fig. 21 eine Perpektivdarstellung des Tubusrahmens,21 is a perspective view of the tube frame,
Fig. 22 der fertig montierte Tubus,22 the fully assembled tube,
Fig. 23 einen Axialschnitt durch eineCoude- Kabine undFig. 23 is an axial section through a Coude cabin and
Fig. 24 eine teilweise geschnittene Perpektivdar¬ stellung der zweiten Ausführungsform.24 is a partially sectioned perspective view of the second embodiment.
Das Spiegelteleskop besteht gemäß den Fig. 1 und 2 aus einem Kugelgehäuse 1 , einem in diesem gelagerten Tubus 2 mit dem Primärspiegel 3, aus einem Kalottenrahmen 4 zur Lagerung des Kugelgehäuses 1 und aus einem Basisgestell 5 zur Lagerung des Kalottenrahmens 4. Der Tubus 2 mit dem Primärspiegel 3 wird genauestens im zweiten Teil dieser Beschreibung erläutert werden.1 and 2 consists of a spherical housing 1, a tube 2 mounted therein with the primary mirror 3, a spherical frame 4 for mounting the spherical housing 1 and a base frame 5 for supporting the spherical frame 4. The tube 2 with the primary mirror 3 will be explained in detail in the second part of this description.
Das Kugelgehäuse 1 hat derartige Abmessungen, daß der Tubus 2 mit seinem äußeren Halterungsgestänge 6 sich quer durch den gesamten Durchmesser des Kugelgehäuses 1 erstreckt, wobei gemäß Fig. 2 der im Durchmesser relativ große Primärspiegel 3 sich weit unterhalb des Kugelmittelpunktes befindet. In der dem Primärspiegel 3 gegenüberliegenden Wandung des Kugelgehäuses 1 befindet sich das sogenannte Auge 7 des Spiegelteleskops, das aus einem Lochblech 65 mit kreisförmigen Öffnungen 66 besteht, welche genau oberhalb der einzelnen Spiegelsegmente 51 des Primärspiegels 3 angeordnet sind. ( Fig. 9 )The ball housing 1 has dimensions such that the tube 2 with its outer mounting rod 6 extends across the entire diameter of the ball housing 1, the primary mirror 3 having a relatively large diameter according to FIG. 2 being located far below the center of the ball. In the wall of the ball housing 1 opposite the primary mirror 3 there is the so-called eye 7 of the mirror telescope, which consists of a perforated plate 65 with circular openings 66, which are arranged exactly above the individual mirror segments 51 of the primary mirror 3. (Fig. 9)
Das Kugelgehäuse 1 ist um eine horizontale Achse 8 drehbar in Lageraugen 9 des Kalottenrahmens 4 gelagert. Die horizon¬ tal verlaufende Achse 8 des Kugelgehäuses 1 wird aus begeh¬ baren, am Kugelgehäuse 1 fest angebrachten Laufröhren 10 gebildet, in denen am Kalottenrahmen 4 fest angebrachte, in den Laufröhren gleitbare Laufplatten 11 angeordnet sind, wie es spater noch näher beschrieben werden wird.The ball housing 1 is mounted rotatably about a horizontal axis 8 in bearing eyes 9 of the spherical frame 4. The horizontal axis 8 of the ball housing 1 is made of walk-on running tubes which are fixedly attached to the ball housing 1 10 formed, in which fixedly attached to the spherical frame 4, slidable in the barrel tubes 11 are arranged, as will be described in more detail later.
Um die in nicht näher dargestellten Gleit- oder Wälzlagerungen in den Lageraugen 9 des Kalottenrahmens 4 gelagerten Lauf- 'röhren 10 herum erstrecken sich Antriebselemente 12 in Form von Zahnrädergetrieben, Keilriemen- oder Zahnriemengetrieben od. dgl. Diese dienen zur Drehung des Kugelgehäuses 1 um die horizontale Achse 8 und damit zur Ausrichtung des Auges 7 des Spiegelteleskops.To the slide shown in unspecified or rolling bearings in the bearing eyes 9 of the outer framework 4 mounted running tubes' 10 around extending drive elements 12 in the form of gears gears, V-belt or toothed belt transmissions od. The like. These are used to rotate the ball housing 1 about the horizontal axis 8 and thus for alignment of the eye 7 of the mirror telescope.
Die Fig. 3 zeigt einen partiellen vertikalen Querschnitt durch das Kugelgehäuse 1, den Kalottenrahmen 4 und das Basisgestell 5 Dieses weist auf der Außenseite einen Lift 13 mit Liftmotor 14, Liftkabine 15 und Liftantrieben 16 auf. Dieser Lift 13 führt in nicht näher dargestellter Weise innerhalb des Kalottenrahmens 4 zur Laufröhre 10 mit Laufplatte 11 innerhalb der Achse 8 des Kugelgehäuses. über einen auf der Oberseite des Basisgestelles 5 angeordneten Zugang 17 ist der Lift 13 unabhängig von der Drehstellung des Kalottenrahmens 4 um seine vertikale Achse und unabhängig von der Drehstellung des Kugelgehäuses 1 um seine horizontale Achse frei zugänglich.FIG. 3 shows a partial vertical cross section through the ball housing 1, the spherical frame 4 and the base frame 5. This has an elevator 13 with an elevator motor 14, elevator cabin 15 and elevator drives 16 on the outside. This lift 13 leads in a manner not shown within the calotte frame 4 to the running tube 10 with the running plate 11 within the axis 8 of the ball housing. Via an access 17 arranged on the top of the base frame 5, the lift 13 is freely accessible regardless of the rotational position of the spherical frame 4 about its vertical axis and regardless of the rotational position of the ball housing 1 about its horizontal axis.
Der Kalottenrahmen 4 ist vertikal mittels zweier Führungsringe 18,19 in entsprechenden Führungsnuten 20,21 mittels hydro¬ statischerGleitlagerungen gelagert, welche innerhalb des Basisgestelles.5 angeordnet sind. Die beiden Führungnuten 20, 21 sind von einem ringförmigen Führungssockel 22 radial getrennt, wobei das gesamte Basisgestell 5 zusammen mit dem Führungsockel 22 zweckmäßigerweise aus Stahlbeton gebildet ist. Radial außerhalb der Führungsnut 20 befindet sich eine kreisförmige verzahnte Laufschiene 23, in die ein Zahnrad - antrieb 24 für eine 360°-Drehbarkeit des Kalottenrahmens 4 um seine vertikale Achse eingreift.The dome frame 4 is mounted vertically by means of two guide rings 18, 19 in corresponding guide grooves 20, 21 by means of hydrostatic sliding bearings which are arranged within the base frame 5. The two guide grooves 20, 21 are radially separated from an annular guide base 22, the entire base frame 5, together with the guide base 22, advantageously being formed from reinforced concrete. Radially outside the guide groove 20 there is a circular toothed running rail 23 into which a gear drive 24 for a 360 ° rotatability of the spherical cap frame 4 engages around its vertical axis.
Der gesamte Kalottenrahmen 4 besteht aus einer Stahlkonstruk¬ tion, von denen einige Stützen 25, 26, 27 in Fig. 3 dargestellt sind, welche sich zwischen den Führungsringen I8,19,der Kalottenrahmeninnenwand 28 und der Kalottenrahmenaußenwand 29 erstrecken. Die Stützen tragen auch Antriebselemente 30 für die Antriebselemente 12 zur Drehung des Kugelgehäuses 1 um seine horizontale1'Achse 8.The entire dome frame 4 consists of a steel construction, some of the supports 25, 26, 27 are shown in FIG. 3, which extend between the guide rings 18, 19, the dome frame inner wall 28 and the dome frame outer wall 29. The supports also carry drive elements 30 for the drive elements 12 for rotating the ball housing 1 about its horizontal 1 ′ axis 8.
Teilweise innerhalb des Kalottenrahmens 4 und teilweise inner¬ halb des Basisgestells 5 ist eine Kugelkalotte 47 zur Aufnahme des Kugelgehäuses 1 ausgebildet. Dieses wird über hydro¬ statische Stützlager 31 abgestützt, deren Druckkanäle 32 und Drucktaschen 33 in Fig. 3 dargestellt sind. Das Kugel¬ gehäuse 1 ist somit im Kalottenrahmen 4 mittels hydrostatischer Gleitlagerungen(31 bis 33)gelagert. Diese nehmen die Massen¬ kräfte des Kugelgehäuses 1 auf, so daß die Achsen 8 des Kugelgehäuses i nahezu vollständig belastungsfrei arbeiten können. Die notwendigen Einrichtungen zur Druckerzeugung sind nicht näher dargestellt.A spherical cap 47 for receiving the ball housing 1 is formed partly inside the spherical cap frame 4 and partly inside the base frame 5. This is supported by hydrostatic support bearings 31, the pressure channels 32 and pressure pockets 33 of which are shown in FIG. 3. The Kugel¬ housing 1 is thus mounted in the spherical frame 4 by means of hydrostatic plain bearings (31 to 33). These absorb the mass forces of the ball housing 1, so that the axes 8 of the ball housing i can work almost completely without load. The necessary devices for generating pressure are not shown in detail.
Innerhalb des Kugelgehäuses 1 ist der Primärspiegel 3 mit seinem Strahlengang 34 dargestellt. Zentrisch unterhalb des Primärspiegels 3 befindet sich eine Beobachtungskabine 35 für den Coude- Focus. Diese ist über einen Lift 36 zugänglich. Außerhalb des Umfangs des Primärspiegels 3 befindet sich ein weiterer Lift 37, der innerhalb des Kugelgehäuses 1 zur Laufröhre 10 in der Achse 8 des Kugelgehäuses 1 führt. Beide Lifte 36,37 sind durch einen Laufgang 38 miteinander verbunden, oberhalb dessen sich die Arbeitsplattform für den Primärspiegel 3 befindet.Within the ball housing 1, the primary mirror 3 is shown with its beam path 34. An observation cabin 35 for the Coude focus is located centrally below the primary mirror 3. This is accessible via a lift 36. Outside the circumference of the primary mirror 3 there is a further lift 37, which leads within the ball housing 1 to the running tube 10 in the axis 8 of the ball housing 1. Both lifts 36, 37 are connected to one another by a walkway 38, above which the work platform for the primary mirror 3 is located.
Wie es die Fig. 4 zeigt,weist jede Liftkabine 39 der Lifte 36 und 37 eine kugelförmig ausgebildete Liftinnenwandung 40 auf. welche jeweils mit einer Standplattform 41 versehen ist. Ferner sind Antriebe 42 zur Drehung der kugelförmigen Lift¬ innenwandung 40 mit der Standplattform 41 innerhalb der Liftkabine 39 vorgesehen. Diese Antriebe 42 sind mit den , Antriebselementen 12 für die Drehbewegung des Kugelgehäuses 1 um seine Achse 8 derart verbunden, daß bei einer Drehbe¬ wegung des Kugelgehäuses 1 in Uhrzeigerrichtung die kugel¬ förmigen Liftinnenwandungen 40 einer entsprechenden Drehung entgegen der UhrZeigerrichtung unterworfen werden, so daß die Standplattformen 41 in jeder Drehlage des Kugelgehäuses 1 in einer horizontalen Ebene befindlich sind.- In gleicher Weise wird auch die Laufplattform innerhalb des Laufganges 38 zwischen den Liften 36, 37 mitgedreht, welche sich inner¬ halb einer Laufröhre befindet. Da die in Fig. 4 darge¬ stellte Laufplattform 11 innerhalb der Laufröhre 10 fest mit dem Kalottenrahmen 4 verbunden ist und sich die Lauf¬ röhre 10 zusammen mit dem Kugelgehäuse 1 dreht, stehen die Laufplattform 11 innerhalb der Laufröhre 10 und die Stand¬ plattform 41 innerhalb der Liftkabine 39 immer in hori¬ zontalen Ebenen, so daß in jeder Neigungslage des Kugelge¬ häuses 1 eine Benutzung der Lifteinrichtungen möglich ist.As shown in FIG. 4, each lift cabin 39 of the lifts 36 and 37 has a spherically shaped inner wall 40 of the lift. which is each provided with a standing platform 41. Furthermore, drives 42 are provided for rotating the spherical inner wall 40 of the lift with the standing platform 41 inside the lift cabin 39. These drives 42 are connected to the drive elements 12 for the rotational movement of the ball housing 1 about its axis 8 in such a way that when the ball housing 1 is rotated clockwise, the spherical lift inner walls 40 are subjected to a corresponding rotation counterclockwise, so that the standing platforms 41 are in a horizontal plane in every rotational position of the ball housing 1. In the same way, the running platform is rotated within the walkway 38 between the lifts 36, 37, which is located within a running tube. Since the running platform 11 shown in FIG. 4 is fixedly connected to the calotte frame 4 within the running tube 10 and the running tube 10 rotates together with the ball housing 1, the running platform 11 stands inside the running tube 10 and the standing platform 41 within the lift cabin 39 always in horizontal planes, so that the lift devices can be used in any inclined position of the ball housing 1.
Wie es in den Fig. 5 und 6 noch dargestellt ist, sind die LaufPlattformen 11 innerhalb der Laufröhren 10 über hydro¬ statische Lagerungen 43 gelagert, deren Lagerschuhen 44 über Druckleitungen 45 öl zugeführt, welches über Abflu߬ leitungen 46 wieder abfließen kann.5 and 6, the running platforms 11 are mounted inside the running tubes 10 via hydrostatic bearings 43, the bearing shoes 44 of which are supplied with oil via pressure lines 45, which can flow off again via drain lines 46.
Wie es die voranstehende Beschreibung in Verbindung mit den Zeichnungen zeigt, ruht die gesamte Gewichtslast des Kalottenrahmens 4 und des Kugelgehäuses 1 auf den beiden Führungsringen 18,19 , welche in den Führungsnuten 20, 21 des Basisgestelles 5 abgestützt sind. Diese Führungsringe 18,19 werden rechtzeitig durch Öldruck angehoben und gleiten reibungsarm auf Ölfilmen. Die 360° -Drehung des Kalottenrahmens 4 wird mit dem Zahntrieb (23,24} bewirkt, wobei beidseits der verzahnten Laufschiene 23 Schienen angeordnet sind, auf welchen die Gewichtslast der erforderlichen E- Motoren ruht. Da die Gewichtslast des Kalottenrahmens 4 auf Ölfilmen abgestützt ist, ist hier keine Last des Kalottenrahmens 4 zu übertragen.As shown in the preceding description in connection with the drawings, the entire weight load of the spherical frame 4 and the ball housing 1 rests on the two guide rings 18, 19, which are supported in the guide grooves 20, 21 of the base frame 5. These guide rings 18, 19 are raised in time by oil pressure and slide smoothly on oil films. The 360 ° rotation of the dome frame 4 is brought about by the pinion (23, 24}, with rails on both sides of the toothed running rail 23 on which the weight load of the required electric motors rests since the weight load of the dome frame 4 is supported on oil films , no load of the calotte frame 4 is to be transmitted here.
In gleicher Weise ist das Kugelgehäuse 1 auf den Druckpolstern abgestützt, welche mittels der Drucktaschen 33 erzeugt werden. Zur Neigung des Kugelgehäuses 1 um jeweils ca 75° zu beiden Seiten-von der vertikalen Stellung des Auges 7 aus betrachtet- werden daher keine großen Kräfte benötigt. Diese kann ein Elektromotorgeringer Leistung aufbringen. Wenn das Teleskop abgeschaltet wird, ruhen alle Lasten auf der Kugelkalotte 47 und den Führungsringen 18,19, so daß das Kugelgehäuse 1 dann sicher arretiert ist.In the same way, the ball housing 1 is supported on the pressure pads, which are generated by means of the pressure pockets 33. Therefore, no great forces are required to incline the ball housing 1 by approximately 75 ° on either side — from the vertical position of the eye 7. This can produce a low power electric motor. When the telescope is switched off, all loads rest on the spherical cap 47 and the guide rings 18, 19, so that the spherical housing 1 is then securely locked.
Die Fig. 7 zeigt eine Draufsicht auf den Primärspiegel 3 des Spiegelteleskopes, welcher aus 18 einstellbar gelagerten SpiegelSegmenten gebildet ist, von denen jedes aus einem kreisscheibenförmigen, runden Spiegelkörper 51 besteht.Diese sind auf konzentrisch zur Zentralachse 52 verlaufenden Kreisbahnen im Abstand voneinander derart gelagert, daß zwischen den ein¬ zelnen Spiegelkörpern 51 Freiflächen 53 für die Lagerung 54 der Spiegelkörper 51 und Freiflächen 55 für ein Halterungs¬ gestänge 56 bzw. für dessen Abschattungflächen gebildet sind.7 shows a plan view of the primary mirror 3 of the mirror telescope, which is formed from 18 adjustable mirror segments, each of which consists of a circular disk-shaped, round mirror body 51, which are mounted on circular paths running concentrically to the central axis 52 at a distance from one another, that between the individual mirror bodies 51 free surfaces 53 for the mounting 54 of the mirror bodies 51 and free surfaces 55 for a mounting rod 56 or for its shading surfaces are formed.
Jeder Spiegelkörper 51 besteht aus einem einstückigen Rund¬ spiegel, dessen gesamte Fläche ohne die Aussparung einer zentralen Öffnung geschliffen ist. Derartige Rundspiegel -allerdings mit zentraler Öffnung- sind bezüglich ihrer Her¬ stellung und Lagerung bekannt. So wird z.B. auf die Beschreibung des 3,5 m-Teleskops von Zeiss für das Max-Planck-Institut für Astronomie in 'rZeiss Information" Heft 94, November 1982, hingewiesen. Ein derartiger Spiegelkörper umfaßt eine Spiegel¬ lagerung 54 mit radialer Zug-Druck- Entlastung, wozu Ent¬ lastungselemente am Umfang des Spiegelkörpers 51 vorhanden sind, für welche die Freiflächen 53 bestimmt sind.Each mirror body 51 consists of a one-piece round mirror, the entire surface of which is ground without the cutout of a central opening. Circular mirrors of this type — albeit with a central opening — are known with regard to their manufacture and storage. Thus, for example, the description of the 3.5 m telescope of Zeiss for the Max Planck Institute for Astronomy in 'r Zeiss Information "booklet 94 November 1982 pointed out. Such a mirror body includes a storage Spiegel¬ 54 with radial train Pressure relief, for which purpose relief elements are present on the circumference of the mirror body 51 for which the open spaces 53 are intended.
Der Außendurchmesser des Primärspiegeis 3 und damit der Tubusdurchmesser ergibt sich aus dem gewünschten effektiven Spiegeldurchmesser eines hypothetischen Monospiegels. Wenn die 18 einzelnen Spiegelkörper 51 einen Monospiegel von 20 m Durchmesser ersetzen sollen, so wird folgende Berechnung ausgeführt:The outer diameter of the primary mirror 3 and thus the tube diameter results from the desired effective mirror diameter of a hypothetical mono mirror. If the 18 individual mirror bodies 51 are to replace a mono mirror with a diameter of 20 m, the following calculation is carried out:
Fläche des Monospiegels von 20 m Durchmesser:Area of the mono mirror of 20 m diameter:
A* = 1007- = R*2-7/"A * = 1007- = R * 2 -7 / "
Zentralachsenspiegler mit 18 Spiegeln:Central axis mirror with 18 mirrors:
18 R277" = 100 18 R2 = 100 r = 2,357 m18 R 2 77 " = 100 18 R 2 = 100 r = 2.357 m
Jeder der 18 Spiegel hat somit einen Durchmesser von 4,71 m.Each of the 18 mirrors therefore has a diameter of 4.71 m.
Durch die Anordnung der 18 Spiegelkörper 51 vom vorgenannten Durchmesser auf zwei zur Zentralachse 52 radialen Kreisbahnen, deren innere Kreisbahn sechs Spiegelkörper- 51 und deren äußere Kreisbahn zwölfSpiegelkörper 51 aufweist, ergibt sich ein Gesamt- Außendurchmesser des Primärspiegels 3 und damit des Tubus von 26,946 m.The arrangement of the 18 mirror bodies 51 of the aforementioned diameter on two circular orbits radial to the central axis 52, the inner circular path of which has six mirror bodies 51 and the outer circular path of which has twelve mirror bodies 51, results in a total outer diameter of the primary mirror 3 and thus of the tube of 26.946 m.
Der hypothetische Monospiegel von 20 m Durchmesser und damit einer Spiegelfläche von A* = 100 IT wird somit durch 18 einzelne Spiegelkörper 51 gleicher Gesamtfläche ersetzt. Wegen der Spiegelhalterung erweitert sich der Durchmesser des Zentralachsenspieglers auf insgesamt 26,946 m. Damit sind die Freiräume53,55 zwischen den 18 Spiegelkörpern 51 wie die entsprechenden Abschattungsflachen bei einem hypothetischen- Monospiegel mit 26,946 m Durchmesser zu behandeln . Das Halterungsgestänge 56 des in später noch näher beschrie¬ bener Weise parabolisch ausgebildeten Primärspiegels 3 ist in Fig. 8 in einem Prinzipschnitt längs der Zentralachse 52 dargestellt. Es umfaßt mittlere Halterrohre 58, die eine statische Tragekonstruktion für den Tubus 2 bilden, und innere Führungsröhre 59, welche mit Führungsschienen 60 zur Führung von drei Beobachtungskabinen 61 bis 63 versehen sind. In der Anordnung gemäß Fig. 8 dient die untere Beobachtungskabine 61 für die Beobachtung im Cassegrain-Fokus mit sechs und mit achtzehn Spiegeln. Die mittlere Beobachtungskabine 62 dient zur Beobachtung im Cassegrain-Fokus mit sechs Spiegeln. Die obere Beobachtungskabine 63 dient zur Beobachtung im Primär-und Cassegrain - Fokus mit achtzehn Spiegeln. Die jeweiligen Strahlengänge 34 der von den achtzehn Spiegel¬ körpern 51 reflektierten Strahlen sind jeweils mit ihren Randstrahlen gezeigt. Die Fig. 8 zeigt die parabolische Ausbildung des PrimärSpiegels 3, welche später noch näher beschrieben werden wird, und ferner noch die gitterartigen Streben 57 zwischen den mittleren Halterohren 58 und den inneren Führungsrohren 59, welche später noch näher beschrieben werden.The hypothetical mono mirror with a diameter of 20 m and thus a mirror area of A * = 100 IT is thus replaced by 18 individual mirror bodies 51 of the same total area. Because of the mirror mount, the diameter of the central axis spike extends to a total of 26.946 m. The free spaces 53, 55 between the 18 mirror bodies 51 are thus to be treated like the corresponding shading areas in a hypothetical mono mirror with a diameter of 26.946 m. The support linkage 56 of the primary mirror 3, which is parabolically designed in a manner to be described in more detail later, is shown in FIG. 8 in a basic section along the central axis 52. It comprises middle holder tubes 58, which form a static support structure for the tube 2, and inner guide tubes 59, which are provided with guide rails 60 for guiding three observation cabins 61 to 63. In the arrangement according to FIG. 8, the lower observation cabin 61 is used for observation in the Cassegrain focus with six and with eighteen mirrors. The middle observation cabin 62 is used for observation in the Cassegrain focus with six mirrors. The upper observation cabin 63 is used for observation in the primary and cassegrain focus with eighteen mirrors. The respective beam paths 34 of the rays reflected by the eighteen mirror bodies 51 are each shown with their marginal rays. FIG. 8 shows the parabolic design of the primary mirror 3, which will be described in more detail later, and also the lattice-like struts 57 between the middle holding tubes 58 and the inner guide tubes 59, which will be described in more detail later.
Die LageJustierung der achtzehn Spiegelkörper 51 erfolgt gemäß Fig. 9 mittels nicht näher dargestellter Laser- Impulsgeber 64, die am Rande eines jeden Spiegelkörpers 51 so angebracht sind, daß diese bei exakter Brennpunkteinstellung einem senkrecht darüber befindlichen, an einem Lochblech 65 mit. Öffnungen 66 angebrachten, von einem Computer kontrollierten Empfänger 68 Impulse abgeben können. Eine eventuelle Abweichung der Lage des Spiegelkörpers 51 von der vorher bestimmten Lage wird vom Computer berechnet und sofort mittels der einstellbaren Lagerung 54 eines jeden Spiegelkδrpers 51 ausgeglichen. Zweckmäßigerweise sind die Lagerungen 54 Öldrucklagerungen, so daß auch notwendige Lageänderungen per Öldruck ausgeführt werden können. Die Lagerungen 54 eines jeden Spiegelkörpers51sind in den Figuren nicht näher dargestellt. Hierzu bieten sich bereits bekannte und erprobte Lagerungen an, welche z. B. von der Firma Carl Zeiss in Oberkochen/ Bundesrepublik Deutschlandx mehrfach angewandt wurden. Derartige Lagerungen haben radiale Unterstützungssysteme mit einer reinen Druck- und Zug Druck- Entlastung. Die einzelnen Stützpunkte sind in einem hydraulischen Unterstützungssystem verteilt. Die Spiegel- entlastung erfolgt über hydraulische Doppelkammern.The position adjustment of the eighteen mirror bodies 51 is carried out according to FIG. 9 by means of laser pulse generators 64 (not shown in more detail), which are attached to the edge of each mirror body 51 in such a way that, when the focal point is precisely adjusted, they are located on a perforated plate 65 at a level above it. Openings 66 attached, computer-controlled receiver 68 can emit pulses. A possible deviation of the position of the mirror body 51 from the previously determined position is calculated by the computer and immediately compensated for by means of the adjustable bearing 54 of each mirror body 51. The bearings 54 are expediently oil pressure bearings, so that necessary changes in position can also be carried out by oil pressure. The bearings 54 of each mirror body 51 are not shown in the figures. For this purpose, there are already known and proven bearings, which, for. B. have been used several times by the company Carl Zeiss in Oberkochen / Federal Republic of Germany x . Such bearings have radial support systems with a pure pressure and train pressure relief. The individual bases are distributed in a hydraulic support system. The mirror is relieved via hydraulic double chambers.
Das Schleifen des Primärspiegels 3 aus den im Ausführungs- beispiel 18 Spiegelkörpern 51 erfolgt gemäß Fig.10 mittels eines konzentrisch um die Zentralachse 52 des Primärspiegels 3 herum gelegten Führungsblockes 69, an dessen Innenseite ein auf einem Ölfilm gelagerter Schlitten 70 gleitbar ist, welcher an einem Radialarm 71 geführt ist, welcher wiederum in der Zentralachse 52 gelagert ist. Entlang des Radialarmes 71 sind Polier--/ SchleifScheiben 72 radial verfahrbar, welche mit eigenen Drehantrieben ausgebildet sind. Mittels dieser Schleifanordnung lassen sich alle achtzehn Spiegelkörper 51 exakt schleifen und polieren, wodurch die gewünschte • Paraboloid-Form erreicht wird. Die Oberflächenprüfung erfolgt in nicht näher dargestellter Weise mittels eines Nulltest- Laser-Inferometers, wobei selbstverständlich vorausgesetzt ist, daß die einzelnen Spiegelkörper 51 auf einen gemein¬ samen Brennpunkt des Primärspiegels 3 justiert und gelagert sind. Diese LageJustierung erfolgt in der Weise, welche in Fig. 8- dargestellt und zusammen mit dieser beschrieben ist.The primary mirror 3 is ground out of the mirror bodies 51 in the exemplary embodiment 18 according to FIG. 10 by means of a guide block 69 placed concentrically around the central axis 52 of the primary mirror 3, on the inside of which a slide 70 mounted on an oil film can be slid, which slide can be fastened on one Radial arm 71 is guided, which in turn is mounted in the central axis 52. Polishing / grinding disks 72, which are designed with their own rotary drives, can be moved radially along the radial arm 71. By means of this grinding arrangement, all eighteen mirror bodies 51 can be precisely ground and polished, as a result of which the desired paraboloid shape is achieved. The surface inspection is carried out in a manner not shown in more detail by means of a zero test laser inferometer, which of course presupposes that the individual mirror bodies 51 are adjusted and mounted on a common focal point of the primary mirror 3. This position adjustment is carried out in the manner which is shown in Fig. 8- and described together with this.
Die Form und der Schliff der einzelnen Spiegelkörper 51 sind aus Fig.11 ersichtlich. Aufgrund der im Zusammenhang mit Fig.10- beschriebenen Schleifverfahren haben die einzelnen Spiegelkörper 51 keine rotationssymmetrische Form. Ihre Oberflächenkrümmung ist Bestandteil des hypothetischen Großspiegels in Form des Primärspiegels 3 mit Parabelober- fläche, wobei die Oberflächenkrümmung der Spiegelkörper 51 jeweils kreisförmige Ausschnitte davon darstellt. Hiermit wird ein exakter Brennpunkt in der Zentralachse 52 erzielt. Die äußeren zwölf Spiegelkörper können zur Gewichtsein- sparung in ihrer äußeren Randüberhöhung minimiert werden, wie es in Fig.11b dargestellt ist.The shape and cut of the individual mirror bodies 51 can be seen from FIG. 11. Because of the grinding method described in connection with FIG. 10, the individual mirror bodies 51 have no rotationally symmetrical shape. Its surface curvature is part of the hypothetical large mirror in the form of the primary mirror 3 with parabola upper surface, the surface curvature of the mirror body 51 each representing circular sections thereof. An exact focal point in the central axis 52 is hereby achieved. The outer twelve mirror bodies can be minimized in their outer edge elevation in order to save weight, as is shown in FIG. 11b.
Die Fig.12 zeigt mit ihren einzelnen Teilfiguren Auswirkungen der Zentralabschattuήg, d.h. des Zentrums des PrimärspiegelsFig. 12 shows with its individual sub-figures the effects of central shading, i.e. the center of the primary mirror
3, in welchem Zentrum selbst kein Spiegelkörper 51 ange¬ ordnet ist, wie es die Figuren 7 und 9 zeigen. Der dargestellte und beschriebene Zentralachsenspiegler verbessert das Auf¬ lösungsvermögen und setzt gleichzeitig den Kontrast bei mittleren Ortsfrequenzen herab ( Fig.12a) . Die Punktbild¬ funktion wird bei der erfindungsgemäßen Zentralabschattung3, in which center itself no mirror body 51 is arranged, as shown in FIGS. 7 and 9. The central axis mirror shown and described improves the resolving power and at the same time reduces the contrast at medium spatial frequencies (FIG. 12a). The point image function is in the central shading according to the invention
( gestrichelte Linie in Fig.12b ) gegenüber bekannten Punkt- bildfunktionen ( Fig.l2b) verbessert. Schließlich wird auch die Mod lationsübertragungsfunktion bei der erfindungsge¬ mäßen Zentralabschattung gemäß Fig.- 12cverbessert.(dashed line in Fig.12b) improved compared to known dot image functions (Fig.l2b). Finally, the modulation transfer function is also improved in the case of the central shading according to the invention as shown in FIG. 12c.
Die Figuren' 13 bis 1 zeigen Prinzipdarstellungen der Strahlen¬ gänge bei verschiedenen Beobachtungsarten. So zeigt Fig. 13 einen Primärfokus mit zwölf Spiegelkörpern bei gleichzeitigem Cassegrain -Fokus mit sechs Spiegeln. Die Stellung der Beobachtungskabinen61 bis 63 entspricht dabei der Stellung gemäß Fig.8 • .FIGS. 13 to 1 show basic representations of the beam paths for different types of observation. 13 shows a primary focus with twelve mirror bodies with a simultaneous Cassegrain focus with six mirrors. The position of the observation cabins 61 to 63 corresponds to the position shown in FIG. 8 • .
Die Fig.14 zeigt den Primärfokus mit achtzehn Spiegeln in der oberen Beobachtungskabine 63 , wobei die beiden anderen Beobachtungskabinen 61 und 52 nach unten bewegt und unbe¬ nutzt sind.FIG. 14 shows the primary focus with eighteen mirrors in the upper observation cabin 63, the other two observation cabins 61 and 52 being moved down and unused.
Die Fig. 15 zeigt den Cassegrain - Fokus mit achtzehn Spiegeln mit einer Ausblendemöglichkeit für den Coud - Fokus, welche in der mittleren Beobachtungskabine 62 durch einen Sekundärspiegel 73 vorgesehen ist. Die obere Beobachtungs¬ kabine 63 trägt an ihrer Unterseite einen SekundärSpiegel 74. Das Okular 75 für den Cassegrain-Fokus ist unterhalb einer Lochblende 76 dargestellt.15 shows the Cassegrain focus with eighteen mirrors with a blanking option for the Coud focus, which is shown in the middle observation cabin 62 by a Secondary mirror 73 is provided. The upper observation cabin 63 has a secondary mirror 74 on its underside. The eyepiece 75 for the Cassegrain focus is shown below a pinhole 76.
Die Fig. 16 zeigt den Cassegrain-Fokus mit achtzehn Spiegeln und drei-facher Reflektion mittels zweier Spiegel 77,78, die auf der Lochblende 76 bzw. unterhalb der unteren Beobachtungskabine 61 angebracht sind. Die beiden oberen Beobachtungskabinen 62 und 63 sind inaktiv.16 shows the Cassegrain focus with eighteen mirrors and triple reflection by means of two mirrors 77, 78, which are attached to the pinhole 76 or below the lower observation cabin 61. The two upper observation cabins 62 and 63 are inactive.
In den Fig. 13 bis 16 sind jeweils die Randstrahlen 34 der jeweiligen Spiegelkörper 51 und Sekundärspiegel 73,74 und 77,78 dargestellt.13 to 16 each show the marginal rays 34 of the respective mirror bodies 51 and secondary mirrors 73, 74 and 77, 78.
In Fig. 17 ist das Rahmengestell 80 für eine der Beobachtungs¬ kabinen 61 bis 63 dargestellt, welches aus einer die Sekundär- bzw. Umlenkspiegel 73,74 bzw. 77,78 aufnehmenden Plattform 81, zwei in einem Abstand oberhalb der Plattform 81 angebrachten Stützringen 82,83, sowie Radialstreben 84 besteht, welche in den inneren Führungs- bzw. Laufschienen 60 vertikal bewegbar geführt sind.17 shows the frame 80 for one of the observation cabins 61 to 63, which consists of a platform 81 receiving the secondary or deflecting mirrors 73, 74 and 77, 78, two support rings attached at a distance above the platform 81 82,83, as well as radial struts 84, which are guided vertically movable in the inner guide rails 60.
Die Fig. 18 zeigt in einer teilweise geschnittenen Perspek- tivdarStellung, das innerhalb der Zentralachse 52 des Primärspiegels 3 geführte Rahmengestell 80 mit den Führungs-/ Laufschienen 60 der inneren Führungsrohre 59. Über die Gitterstreben 86 als statische Verbindungsträger sind die inneren Führungsrohe 59 gegenüber den mittleren Halter¬ rohren 58 abgestützt, in welchen Ballastkörper 85 zum Gewichtsausgleich der Rahmengestelle 80 der drei Beobach¬ tungskabinen 61 bis 63 geführt sind. Über ein weiteres Gitterwerk 79 werden die mittleren Halterrohre 58 noch durch äußere Halterrohre 87 abgestützt.18 shows, in a partially sectioned perspective view, the frame 80 guided within the central axis 52 of the primary mirror 3 with the guide / running rails 60 of the inner guide tubes 59. The inner guide tubes 59 are opposite to the ones via the lattice struts 86 as static connection carriers supported middle tube 58, in which ballast body 85 are guided to balance the weight of the frame 80 of the three observation cabins 61 to 63. The middle holder tubes 58 are also supported by outer holder tubes 87 via a further latticework 79.
Die Fig. 19 zeigt in vereinfachter Darstellung einen Vertikal- schnitt durch das Halterungsgestänge 56, wobei die über Umlenkrollen 88 geführten Tragseile 89 dargestellt sind, welche die Ballastkörper 85 mit den einzelnen Beobachtungs¬ kabinen 61 bis 63 verbinden. Über untere ümlenkrollen 88' sind Führungsseile 89* für die Ballastkörper 85 geführt.19 shows a simplified representation of a vertical cut through the bracket linkage 56, wherein the carrying cables 89 are shown which run over deflection rollers 88 and which connect the ballast bodies 85 to the individual observation cabins 61 to 63. Guide ropes 89 * for the ballast body 85 are guided via lower pulleys 88 '.
Gemäß Fig. 20 sind die in den mittleren Halterohren 58 geführten Ballastkörper 85 als Hohlkörper ausgebildet und mit Öldruckschläuchen 90 und über diese mit einer ölpumpe 91 verbunden, so daß das Gewicht der Ballastkörper 85 je nach Belastung der einzelnen Beobachtungskabinen 61 bis 63 zwecks Gewichtsanpassung verändert werden kann. In nicht näher dargestellter Weise erfolgt die Steuerung der Bewegung der Beobachtungskabinen 61 bis 63 mittels eines Zentralantriebes 92.20, the ballast bodies 85 guided in the middle holding tubes 58 are designed as hollow bodies and are connected to oil pressure hoses 90 and, via these, to an oil pump 91, so that the weight of the ballast bodies 85 is changed depending on the load on the individual observation cabins 61 to 63 for the purpose of weight adjustment can. The movement of the observation cabins 61 to 63 is controlled in a manner not shown by means of a central drive 92.
'Die drei Beobachtungskabinen 61 bis 63 können somit längs der Zentralachse 52 bewegt werden, wozu die Beobachtungs¬ kabinen 61 bis 63 in den sechs Lauf-/Führungsschienen 60 gelagert sind. Diese Laufschienen 60 sind reibungsarm in den Führungsrohren 59 gelagert. Jede Beobachtungskabine 61 bis 63 ist an zwei gegenüberliegenden Lauf-/FührungsschienenThe three observation cabins 61 to 63 can thus be moved along the central axis 52, for which purpose the observation cabins 61 to 63 are mounted in the six running / guide rails 60. These rails 60 are low-friction in the guide tubes 59. Each observation cabin 61 to 63 is on two opposite running / guide rails
60 aufgehängt. Die beiden voneinander unabhängig arbeitenden Aufhängemechanismen einer jeden Beobachtungskabine 61 bis 63 sind in den zugehörigen mittleren Halterrohren 58 so geführt, daß die jeder Beobachtungskabine 61 bis 63 zuge¬ ordneten zwei Ballastkörper 85 das Gewicht der Beobachtungs¬ kabine 61 bis 63 aufheben. Somit schwebt jede Beobachtungs¬ kabine 61 bis 63 bei vertikal gerichtetem Tubus bzw. Halterungsgestänge 56 in der LaufSchienenlagerung. Die Nachführung der Beobachtungskabinen 61 bis 63 für eine exakte Brennpunkteinstellung wird dadurch stark erleichtert.60 hung. The two mutually independent suspension mechanisms of each observation cabin 61 to 63 are guided in the associated central holder tubes 58 so that the two ballast bodies 85 assigned to each observation cabin 61 to 63 lift the weight of the observation cabin 61 to 63. Thus, each observation cabin 61 to 63 floats in the running rail bearing with the tube or mounting rod 56 directed vertically. The tracking of the observation cabins 61 to 63 for an exact focus adjustment is greatly facilitated.
Da insgesamt sechs mittlere Halterrohre 58 mit sechs Führungs¬ rohren 59 vorgesehen sind, können die drei BeobachtungskabinenSince a total of six middle holder tubes 58 with six guide tubes 59 are provided, the three observation cabins can
61 bis 63 unabhängig voneinander bewegt werden. Bei einem Durchmesser von etwa 2,4 m.bietet jede Beobachtungskabine 61 bis 63 ausreichend Platz, um bis zu vier beobachtende Astronomen aufzunehmen. Die dabei auftretende unterschied¬ liche Belastung kann dadurch ausgeglichen werden, daß in die Ballastkörper 85 solange öl eingefüllt wird, bis der theoretische Schwebezustand der Beobachtungskabinen 61 bis 63 erreicht ist. Die Exaktsteuerung kann dann mittels nicht näher dargestellter Lastprüfgerate automatisch erfolgen.61 to 63 can be moved independently. At a Each observation cabin 61 to 63 has a diameter of approximately 2.4 m. It offers enough space to accommodate up to four observing astronomers. The resulting different load can be compensated for by filling oil into the ballast body 85 until the theoretical floating state of the observation booths 61 to 63 is reached. The exact control can then take place automatically by means of load testers not shown in detail.
Die Bewegung der Tragseile 89 und Führungsseile 89' als Zugseile erfolgt gemäß Fig. 19 in einem geschlossenen System, wobei der Zentralantrieb 92 einen nicht näher dargestellten Elektromotor aufweist, der sich unter der Ebene des Primärspiegels 3 befindet. Die Tragseile 89 sind über die Ballastkörper 85 mit den Führungsseilen 89' verbunden und greifen innerhalb der Führungsrohre 59 jeweils an der zugehörigen Beobachtungskabine 61 bis 63 bzw. an den diesen zugeorndeten Führungsschienen 60 von oben bzw. von unten an. Somit erfolgt eine zentrale Steuerung der Beobachtungs¬ kabinen 61 bis 63 vom Zentralantrieb 92 aus.19, the traction ropes 89 and guide ropes 89 ′ as traction ropes are moved in a closed system, the central drive 92 having an electric motor, not shown, which is located below the plane of the primary mirror 3. The support cables 89 are connected to the guide cables 89 'via the ballast body 85 and engage within the guide tubes 59 on the associated observation cabin 61 to 63 or on the guide rails 60 assigned to them from above and from below. Thus, the observation cabins 61 to 63 are controlled centrally from the central drive 92.
Die Figuren 21 und 22 zeigen in Perspektivdarstellungen den Rahmen 93 des Tubus, in welchen gemäß Fig. 22 der Primär¬ spiegel 3, das auf diesem befindliche Halterungsgestänge 56 mit Beobachtungskabinen 61 bis 63 und das den Tubus ab¬ schließende Lochblech 65 ein bzw. aufgesetzt sind. Auf der Unterseite des Tubus ist eine kugelförmige Beobachtungs¬ kabine 94 für den Coude-Fokus mit einer kreisrunden Licht¬ eintrittsluke 95 angeordnet, welche in Fig. 23 noch näher dargestellt ist. Die Beobachtungskabine 94 ist starr mit dem Tubus verbunden. Auf einem Ölfilm und daher äußerst reibungsarm gelagert ist eine innere Plattform 96, welche in jeder Stellung des Tubus horizontal ausgerichtet ist. Da die Nachführung des Tubus relativ langsam vor sich geht, sind Schwingungserscheinungen so gut wie ausgeschlossen. Luftturbulenzen in Folge Frischluftzufuhr sind deshalb ohne Belang, weil konstruktive Vorkehrungen, z.B. eine Ummantelung des einfallenden Lichtbündels bis zu den Meßgeräten getroffen werden können. Der Zugang zur kugelförmigen Beobachtungskabine 94 erfolgt über die Eintrittsluke 95 für das Lichtbündel. Leitungen zur Energieversorgung werden durch parallel zur Lichtbündel- ummantelung 97 hereingeführte, nicht näher dargestellte Rohrleitungen gewährleistet. Der Durchmesser der kreis¬ runden Plattform 96 der Beobachtungskugel 94 beträgt etwa 8 m. Unterhalb der Plattform 96 ist somit innerhalb der kugelförmigen Gehäusewandung ausreichend Platz für Öldruck— und Arretierungseinrichtungen.FIGS. 21 and 22 show in perspective representations the frame 93 of the tube, in which, according to FIG. 22, the primary mirror 3, the mounting rod 56 with observation cabins 61 to 63 located thereon and the perforated plate 65 closing the tube are inserted or attached are. A spherical observation cabin 94 for the Coude focus with a circular light entrance hatch 95 is arranged on the underside of the tube, which is shown in more detail in FIG. 23. The observation cabin 94 is rigidly connected to the tube. An inner platform 96, which is aligned horizontally in every position of the tube, is mounted on an oil film and is therefore extremely low-friction. Since the tracking of the tube is relatively slow, vibrations are almost impossible. Air turbulence as a result of fresh air supply is therefore irrelevant because constructive precautions, for example encasing the incident light beam up to the measuring devices, can be taken. Access to the spherical observation cabin 94 is via the entrance hatch 95 for the light beam. Cables for energy supply are guaranteed by pipelines, not shown in detail, which are led in parallel to the light bundle sheath 97. The diameter of the circular platform 96 of the observation sphere 94 is approximately 8 m. Below the platform 96 there is therefore sufficient space for oil pressure and locking devices within the spherical housing wall.
Die Fig. 23 zeigt das fertige Spiegelteleskop in alter¬ nativer Ausführungsform, dessen halbkugelförmiges Dach 98 sich zusammen mit der kreisrunden Bodenplatte 99 dreht. Dies gewährleistet eine sehr exakte Nachführung. Der Zugang zum Spiegelteleskop erfolgt über die Aufhängestützen 100. Die Gesamthöhe der Kuppel beträgt ca. 50 m.23 shows the finished mirror telescope in an alternative embodiment, the hemispherical roof 98 of which rotates together with the circular base plate 99. This ensures very exact tracking. Access to the mirror telescope is via the suspension supports 100. The total height of the dome is approx. 50 m.
Es wird abschließend darauf hingewiesen, daß die Anordnung der Spiegelkörper 51 auf konzentrisch zur Zentralachse 52 des Tubus 2 verlaufenden Kreisbahnen im Prinzip nur für zwei konzentrische Bahnen von Spiegelkörpern 51 gilt. Bei mehr als zwei Kreisbahnen liegen die Mittelpunkte der Spiegel- körper 51 genaugenommen auf den Seitenlinien regelmäßiger Sechsecke, sofern eine dichte Anordnung der Spiegelkörper 51 gewünscht wird. It is finally pointed out that the arrangement of the mirror bodies 51 on circular paths concentric to the central axis 52 of the tube 2 in principle only applies to two concentric tracks of mirror bodies 51. In the case of more than two circular orbits, the center points of the mirror bodies 51 are strictly on the side lines of regular hexagons, if a dense arrangement of the mirror bodies 51 is desired.

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e Patent claims
1. Spiegelteleskop aus einem innerhalb eines Kugelgehäuses gelagerten Tubus und aus einem Kalottenrahmen zur Lagerung des Kugelgehäuses, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß das Kugelgehäuse ( 1 ) um eine horizontale Achse (8) drehbar im Kalottenrahmen ( 4 ) und der Kalottenrahmen ( 4 ) um eine vertikale Achse drehbar in einem Basisgestell (5) gelagert sind .1. mirror telescope from a tube mounted within a spherical housing and from a spherical frame for mounting the spherical housing, characterized in that the spherical housing (1) about a horizontal axis (8) rotatable in the spherical frame (4) and the spherical frame (4) about a vertical axis are rotatably mounted in a base frame (5).
2. Spiegelteleskop nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Kugelgehäuse ( 1 ) im Kalottenrahmen ( 4 ) und der Kalottenrahmen im Basisgestell (5 ). mittels hydro¬ statischer Glei ager (32,33) ge^ er und jewei s drehangetrieben sind.2. mirror telescope according to claim 1, characterized in that the ball housing (1) in the spherical frame (4) and the spherical frame in the base frame (5). means hydro¬ static Gl egg carrier (32,33) ge ^ he jewei and s are rotationally driven.
3. Spiegelteleskop nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß die horizontale Achse" (8) c"es Kuqelαehäuses (1) aus begehbaren, am Kugelgehäuse ( 1 ) fest angebrachten3. mirror telescope according to claim 1 or 2, characterized gekenn¬ characterized in that the horizontal axis " (8) c" it Kuqelαehäuses (1 ) from walk-on, fixed to the ball housing (1 )
Laufröhren ( 10 ) gebildet ist und daß in den Lauf- röhren (10 ) am Kalottenrahmen ( 4 ) fest angebrachte, in den Laufröhren (10) gleitbare Lau platten (11) angeordnet sin Running tubes (10) is formed and that in the running tubes (10) on the calotte frame (4) fixedly arranged in the running tubes (10) slidable plates (11) are arranged
4. Spiegelteleskop nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Laufröhren (10) zu inner¬ halb des Kugelgehäuses (1) angeordneten Liften (36,37) geführt sind, deren Liftinnenwandung (40) kugelförmig ausgebildet und innerhalb der Liftaußenwand (39) derart drehbar gelagert ist, daß die Standplattform (41) des Liftes in jeder Drehlage des Kugelgehäuses (1) in der horizontalen Ebene der Laufplatten (11) einer jeden Lauf- röhre (10) angeordnet ist.4. mirror telescope according to one of claims 1 to 3, characterized in that the running tubes (10) to inside the half of the ball housing (1) arranged lifts (36,37) are guided, the lift inner wall (40) is spherical and inside the lift outer wall (39) is rotatably mounted in such a way that the standing platform (41) of the lift is arranged in every rotational position of the ball housing (1) in the horizontal plane of the running plates (11) of each running tube (10).
5. Spiegelteleskop nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Laufplattform innerhalb der Laufröhre (10) auf hydrostatischen Lagerschuhen (44) gelagert ist.5. mirror telescope according to claim 4, characterized in that the running platform within the running tube (10) on hydrostatic bearing shoes (44) is mounted.
6. Spiegelteleskop nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Kugelgehäuse aus Kohle¬ fasermaterial gebildet ist.6. mirror telescope according to one of claims 1 to 5, characterized in that the ball housing is formed from kohl¬ fiber material.
7. Spiegelteleskop nach einem der Ansprüche 1 bis 6, mit einem in einem Tubus angeordneten Primärspiegel aus einzelnen, auf konzentrisch zur Zentralachse des Tubus verlaufenden Kreisbahnen gelagerten, einstellbaren Spiegel¬ segmenten, mit in der Zentralachse an einem Halterungs¬ gestänge verfahrbaren Sekundär-bzw. Umlenkspiegeln und mit Beobachtungskabinen für die verschiedenen Foci, dadurch gekennzeichnet, daß die Spiegelsegmente aus kreisscheibenförmigen Spiegelkörpern (51) gebildet sind* deren Oberflächen zur Ausbildung der erforderlichen Para- boloidfor des Primärspiegels (3) gemeinsam geschliffen sind, und daß zwischen den einzelnen Spiegelkörpern (51) Freiflächen (53,55) für die Lagerungen (54) der Spiegel¬ körper (51) und für das Halterungsgestänge (56) bzw. für dessen Abschattungsflachen gebildet sind.7. mirror telescope according to one of claims 1 to 6, with a primary mirror arranged in a tube made of individual, mounted on concentric to the central axis of the tube circular orbits, adjustable Spiegel¬ segments, with movable in the central axis on a mounting bracket rod or. Deflecting mirrors and with observation cabins for the different foci, characterized in that the mirror segments are formed from circular disk-shaped mirror bodies (51) * whose surfaces are ground together to form the required paraboloid for the primary mirror (3), and that between the individual mirror bodies (51 ) Free areas (53, 55) for the bearings (54) of the mirror bodies (51) and for the mounting linkage (56) or for their shading areas are formed.
8. Spiegelteleskop nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Beobachtungskabinen (61,62,63) mit den Sekundär- bzw. Umlenkspiegeln (73,74,77,78) versehen und frei längs der Zentralachse (52) des Tubus (2) bewegbar gelagert sind.8. mirror telescope according to claim 7, characterized in that the observation cabins (61,62,63) with the secondary or deflecting mirrors (73, 74, 77, 78) and are freely movable along the central axis (52) of the tube (2).
9. Spiegelteleskop nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß das eingangsseitige Halterungsgestänge des Tubus (2) aus einem Lochblech (65) mit Öffnungen (66) gebildet ist, deren Anordnung und Durchmesser der Anordnung und dem Durchmesser der Spiegelkörper (51) des Primär¬ spiegels (3) entspricht.9. mirror telescope according to claim 7 or 8, characterized gekenn¬ characterized in that the input-side mounting rod of the tube (2) from a perforated plate (65) with openings (66) is formed, their arrangement and diameter of the arrangement and the diameter of the mirror body (51 ) of the primary mirror (3) corresponds.
10. Spiegelteleskop nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Halterungsgestänge (56) eine statische Tragekonstruktion für den Tubus (2) bildende Halterohre (58) und mit Führungsschienen (60) zur Führung von drei Beobachtungskabinen (61 bis 63) versehene innere Führungsrohre (59) umfaßt.10. A mirror telescope according to one of claims 7 to 9, characterized in that the mounting rod (56) forms a static support structure for the tube (2) holding tubes (58) and with guide rails (60) for guiding three observation cabins (61 to 63) provided inner guide tubes (59).
11. Spiegelteleskop nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Beobachtungskabinen (61 bis 63) mit den Sekundär¬ bzw. Umlenkspiegeln (73,74; 77,78) versehen sind und frei längs der Zentralachse des Tubus bewegbar sind.11. Mirror telescope according to claim 10, characterized in that the observation cabins (61 to 63) are provided with the secondary or deflecting mirrors (73, 74; 77, 78) and are freely movable along the central axis of the tube.
12. Spiegelteleskop nach einem der Ansprüche 7 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagerungen (54) eines jeden Spiegelkörpers (51) einstellbar ausgebildet sind.12. Mirror telescope according to one of claims 7 to 11, characterized in that the bearings (54) of each mirror body (51) are adjustable.
13. Spiegelteleskop nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagejustierung eines jeden Spiegelkörpers (51) mittles Laser-Impulsgebern (67) erfolgt, die am Rande eines jeden Spiegelkörpers (51) angebracht sind und an je einen senkrecht darüber befindlichen, am Lochblech (66) angebrachten, von einem Computer kontrollierten Empfänger (68) Impulse abgeben.13. A mirror telescope according to claim 12, characterized in that the position adjustment of each mirror body (51) is carried out by means of laser pulse generators (67) which are attached to the edge of each mirror body (51) and each of which is located vertically above it, on the perforated plate ( 66) attached, computer-controlled receiver (68).
14. Spiegelteleskop nach einem der vorangegangenen An¬ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß für jede Beobachtungs- kabine (61 bis 63) ein Rahmengestell (80) vorgesehen ist, das aus einer die Sekundär - bzw. Umlenkspiegel (73,74; 77,78) aufnehmenden Plattform (81), zwei in einem Abstand oberhalb der Plattform (81) angebrachten Stützringen (82, 83) und Radialstreben (84) besteht, die in den inneren Führungs-bzw. Laufschienen (60) vertikal bewegbar geführt sind. 14. Mirror telescope according to one of the preceding claims, characterized in that for each observation cabin (61 to 63) a frame (80) is provided, which consists of a platform (81) receiving the secondary or deflecting mirrors (73, 74; 77, 78), two support rings attached at a distance above the platform (81) (82, 83) and radial struts (84), which are in the inner guide or. Running rails (60) are guided to be vertically movable.
EP87902385A 1987-03-06 1987-04-09 Reflector telescope Expired - Lifetime EP0305369B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
AT87902385T ATE102367T1 (en) 1987-03-06 1987-04-09 REFLECTING TELESCOPE.

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE3707642 1987-03-06
DE3707642A DE3707642C1 (en) 1987-03-06 1987-03-06 Mirror telescope

Publications (2)

Publication Number Publication Date
EP0305369A1 true EP0305369A1 (en) 1989-03-08
EP0305369B1 EP0305369B1 (en) 1994-03-02

Family

ID=6322679

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP87902385A Expired - Lifetime EP0305369B1 (en) 1987-03-06 1987-04-09 Reflector telescope

Country Status (11)

Country Link
US (1) US4991948A (en)
EP (1) EP0305369B1 (en)
JP (1) JPH01502454A (en)
KR (1) KR950003440B1 (en)
AU (1) AU601735B2 (en)
DD (1) DD255998A5 (en)
DE (2) DE3707642C1 (en)
SU (1) SU1708165A3 (en)
UA (1) UA7090A1 (en)
WO (1) WO1988006743A1 (en)
ZA (1) ZA872645B (en)

Families Citing this family (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
ES2073576T3 (en) * 1989-06-07 1995-08-16 Hermann Hugenell MIRROR TELESCOPE.
DE3940924A1 (en) * 1989-12-12 1991-06-13 Zeiss Carl Fa MIRROR TELESCOPE
DE4039880C1 (en) * 1990-12-13 1991-11-28 Hermann 6715 Lambsheim De Huegenell
US5485306A (en) * 1992-11-13 1996-01-16 Hughes Aircraft Company Wide field of view multi-telescope optical multiplexed sensor
WO1997028469A1 (en) * 1996-01-31 1997-08-07 Goulven Vernois Improved telescope
US6922283B2 (en) * 1999-10-26 2005-07-26 Meade Instruments Corporation Systems and methods for automated telescope alignment and orientation
JP2002528761A (en) 1998-10-26 2002-09-03 ミード インストゥルメンツ コーポレイション Fully automated telescope system with distributed intelligence
US6522454B2 (en) * 2000-09-29 2003-02-18 Texas Instruments Incorporated Hidden hinge digital micromirror device with improved manufacturing yield and improved contrast ratio
JP4613340B2 (en) * 2001-04-04 2011-01-19 株式会社ニコン Measuring method of focal position of optical system under test
KR100611108B1 (en) 2005-01-13 2006-08-09 삼성전자주식회사 Method of manufacturing a thin film layer
US20080018995A1 (en) * 2006-07-21 2008-01-24 Baun Kenneth W User-directed automated telescope alignment
US20080168492A1 (en) * 2007-01-05 2008-07-10 Meade Instruments Corp. Celestial Viewing System With Video Display
KR101331609B1 (en) * 2013-01-18 2013-11-22 한국기계연구원 Limiting the range of motion of the telescope system with noncontact homing device
CN104570318B (en) * 2014-11-24 2016-11-09 中国科学院国家天文台南京天文光学技术研究所 The ball-type ultralow temperature mirrored sides supporting device of astronomical telescope

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3503664A (en) * 1966-07-19 1970-03-31 Emerson E Hadley Fluid telescope mounting system
GB1188578A (en) * 1966-08-09 1970-04-22 Winfield Harold Peterson Mountings for Heavy Instruments
US3603664A (en) * 1968-07-01 1971-09-07 Norman J James Telescope mounting system
US3791713A (en) * 1971-09-21 1974-02-12 A Mackay Reflecting telescope system
US3842509A (en) * 1973-02-01 1974-10-22 Nasa Strain gauge ambiguity sensor for segmented mirror active optical system
SU667935A1 (en) * 1978-01-13 1979-06-15 Предприятие П/Я Р-6896 Supporting device for telescope orbital axle

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See references of WO8806743A1 *

Also Published As

Publication number Publication date
EP0305369B1 (en) 1994-03-02
KR890700844A (en) 1989-04-27
DE3789231D1 (en) 1994-04-07
DE3707642C1 (en) 1988-03-10
ZA872645B (en) 1988-01-27
WO1988006743A1 (en) 1988-09-07
UA7090A1 (en) 1995-06-30
KR950003440B1 (en) 1995-04-12
SU1708165A3 (en) 1992-01-23
JPH0527085B2 (en) 1993-04-20
US4991948A (en) 1991-02-12
JPH01502454A (en) 1989-08-24
AU7289487A (en) 1988-09-26
AU601735B2 (en) 1990-09-20
DD255998A5 (en) 1988-04-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0305369B1 (en) Reflector telescope
EP3063579B1 (en) Adjustable mounting arrangement for an object to be positioned precisely relative to a base
EP0222689B1 (en) Mirror telescope
DE112013003631T5 (en) Single-axis sun tracking arrangement
DE202007017719U1 (en) System for supporting energy production from solar radiation
DE102010014087A1 (en) Device for biaxial adjustment of a system, in particular a solar panel unit
DE2930052C2 (en) Drive device for rotating a solar collector independently around two mutually perpendicular axes
DE69334032T2 (en) DISH STRUCTURE
EP0515601B1 (en) Double reflector
DE4039880C1 (en)
EP2518316B1 (en) Mounting device for a solar generator unit
DE3721383C1 (en) Movable wind turbine
DE3837770A1 (en) Device for positioning the auxiliary mirror of a telescope
EP4013999A1 (en) Parabolic trough collector module, parabolic trough collector module unit, and solar thermal power plant
DE2901002A1 (en) Support column for sun ray reflector - is inclined to horizontal and has rotating drive mechanism capable of stopping it at any point
DE102013208205A1 (en) Solar generator and rail for a car
DE102012202871B4 (en) Reflection device for the concentration of light
DE4103845A1 (en) PROJECTION DEVICE FOR PLANETARIA
DE102012203168B4 (en) Solar reflector assembly and reflector alignment method
DE4325426C2 (en) Method and device for transmitting information from space to earth
WO2019219128A1 (en) Solar power plant
DE102021006164A1 (en) Solar module tracking system
DD242107A1 (en) ASTRONOMIC TELESCOPIC
DE3221309A1 (en) Pivoting floor for a planetarium
DD271965A1 (en) DEVICE FOR DRIVING THE HOUR MIRROR AT COELOSTATES

Legal Events

Date Code Title Description
PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AT BE CH DE FR GB IT LI LU NL SE

17P Request for examination filed

Effective date: 19890206

DIN1 Information on inventor provided before grant (deleted)
RIN1 Information on inventor provided before grant (corrected)

Inventor name: HUEGENELL, HERMANN

RAP1 Party data changed (applicant data changed or rights of an application transferred)

Owner name: ANGSTENBERGER, KARL FRIEDRICH, DIPL.-ING.

Owner name: HUEGENELL, HERMANN

17Q First examination report despatched

Effective date: 19911015

GRAA (expected) grant

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009210

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: B1

Designated state(s): AT BE CH DE FR GB IT LI LU NL SE

REF Corresponds to:

Ref document number: 102367

Country of ref document: AT

Date of ref document: 19940315

Kind code of ref document: T

REF Corresponds to:

Ref document number: 3789231

Country of ref document: DE

Date of ref document: 19940407

ITF It: translation for a ep patent filed

Owner name: ING. ANTON AUSSERER

GBT Gb: translation of ep patent filed (gb section 77(6)(a)/1977)

Effective date: 19940608

ET Fr: translation filed
EPTA Lu: last paid annual fee
PLBE No opposition filed within time limit

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009261

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: NO OPPOSITION FILED WITHIN TIME LIMIT

EAL Se: european patent in force in sweden

Ref document number: 87902385.1

26N No opposition filed
PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: GB

Payment date: 19950329

Year of fee payment: 9

PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: LU

Payment date: 19950401

Year of fee payment: 9

PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: FR

Payment date: 19950413

Year of fee payment: 9

PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: AT

Payment date: 19950420

Year of fee payment: 9

PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: SE

Payment date: 19950421

Year of fee payment: 9

PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: NL

Payment date: 19950430

Year of fee payment: 9

PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: CH

Payment date: 19950502

Year of fee payment: 9

PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: BE

Payment date: 19950510

Year of fee payment: 9

PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: DE

Payment date: 19950621

Year of fee payment: 9

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: LU

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 19960409

Ref country code: GB

Effective date: 19960409

Ref country code: AT

Effective date: 19960409

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: SE

Effective date: 19960410

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: LI

Effective date: 19960430

Ref country code: CH

Effective date: 19960430

Ref country code: BE

Effective date: 19960430

BERE Be: lapsed

Owner name: ANGSTENBERGER KARL FRIEDRICH

Effective date: 19960430

Owner name: HUGENELL HERMANN

Effective date: 19960430

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: NL

Effective date: 19961101

GBPC Gb: european patent ceased through non-payment of renewal fee

Effective date: 19960409

REG Reference to a national code

Ref country code: CH

Ref legal event code: PL

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: FR

Effective date: 19961227

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: DE

Effective date: 19970101

NLV4 Nl: lapsed or anulled due to non-payment of the annual fee

Effective date: 19961101

EUG Se: european patent has lapsed

Ref document number: 87902385.1

REG Reference to a national code

Ref country code: FR

Ref legal event code: ST

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: IT

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES;WARNING: LAPSES OF ITALIAN PATENTS WITH EFFECTIVE DATE BEFORE 2007 MAY HAVE OCCURRED AT ANY TIME BEFORE 2007. THE CORRECT EFFECTIVE DATE MAY BE DIFFERENT FROM THE ONE RECORDED.

Effective date: 20050409